Учёные из Технологического университета Делфта и Университета Вагенингена разработали инновационную систему, которая позволяет беспилотному транспорту обнаруживать приближающиеся неисправности по принципу, напоминающему биологическое чувство боли у живых существ. По мнению разработчиков, эта технология способна существенно повысить безопасность беспилотных автомобилей и летательных аппаратов.
Принцип работы основан на биологическом механизме самосохранения: когда человек получает травму, нервная система посылает мгновенный сигнал, заставляющий ограничить нагрузку на поврежденный участок. Исследователи перенесли эту концепцию в цифровую среду, создав своего рода «болевой порог» для технических систем.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS. В основе метода лежит явление «критического замедления» (critical slowing down). Ранее этот подход использовали в экологии для предсказания коллапса сложных природных систем, однако выяснилось, что схожие закономерности наблюдаются в технике непосредственно перед потерей устойчивости или критическим отказом.
Ключевое преимущество предложенного метода заключается в отсутствии необходимости в сложных прогнозных алгоритмах или предварительно собранных массивах данных об отказах. Система работает автономно: она в режиме реального времени анализирует сигналы со стандартных датчиков, выявляя характерные изменения, предвещающие скорую поломку.
Эффективность технологии была протестирована на квадрокоптерах исследовательского комплекса CyberZoo. В ходе серии экспериментов ученые постепенно повреждали лопасти винтов, доводя степень деградации до 55%. Испытания показали, что дрон теряет управляемость при повреждении около 15% поверхности лопасти, однако система «чувства боли» фиксировала признаки нестабильности значительно раньше — задолго до достижения критической точки.
Руководитель проекта Яспер ван Беерс подчеркивает, что боль для человека — это важнейший инструмент обратной связи, помогающий корректировать поведение для обеспечения безопасности. Современные же машины до сих пор были практически лишены подобных механизмов самодиагностики.
Наиболее перспективной сферой применения разработки эксперты считают беспилотные автомобили. Сегодня такие системы нередко обнаруживают неполадки (например, деградацию датчиков или износ исполнительных узлов) лишь в момент критического сбоя. Поскольку новый алгоритм задействует уже имеющиеся в составе БПЛА и машин штатные сенсоры, его внедрение не потребует установки дополнительного оборудования, что делает технологию доступной для массового использования в роботакси и другом автономном транспорте.
