Bee-Nav: дрон с нейросетью всего 42 Кбайт возвращается на базу без GPS

Команда Делфтского технического университета представила навигационную схему Bee-Nav для малых дронов, вдохновлённую обучающими полётами пчёл. В испытаниях дрон возвращался к стартовой точке без GPS и построения карты, используя нейросети объёмом от 3,4 до 42 Кбайт.

Исследователи из Делфтского технического университета (TU Delft) и партнёрских университетов описали в Nature систему Bee-Nav — способ автономного возвращения малых дронов к точке старта без GPS и без построения детальной карты местности.

Вместо SLAM и тяжёлых карт Bee-Nav сочетает одометрию, то есть оценку пройденного расстояния и направления, с визуальной памятью. Перед рабочим полётом дрон выполняет короткий «обучающий» облёт вокруг базы, снимает панорамные изображения, а компактная нейросеть учится сопоставлять вид с вектором «домой» — направлением и расстоянием до точки старта.

В испытаниях дрон возвращался в пределы 0,5 м от точки старта во всех полётах на 30–110 м с нейросетью 3,4 Кбайт. Для более дальних полётов на 200–600 м применялась сеть 42 Кбайт; в ветреных условиях успешность составила 70%. По данным авторов, ветер ухудшал результат, потому что менял наклон аппарата и, соответственно, картину, видимую камерой.

Подход рассчитан на платформы, где вес, питание и объём памяти критичны: инспекционные дроны, складские роботы, мониторинг в теплицах и работа в местах, где GPS недоступен или ненадёжен. Авторы также опубликовали код Bee-Nav на GitHub под лицензией MIT; репозиторий включает симуляции, обучение сетей и onboard-код для дрона на ROS 2.