Мікророботи MIT досягли швидкості та спритності, порівнянної з джмелями, завдяки ШІ-керуванню

Науковці з Массачусетського технологічного інституту (MIT) у 2025 році представили літаючі мікророботи, чия швидкість та акробатична спритність зрівнялися з можливостями комах, зокрема звичайного джмеля. Ця розробка значно відрізняється від попередніх мікророботів, які демонстрували лише повільні та передбачувані траєкторії польоту.

Ключовою інновацією є впровадження нової, біоінспірованої системи керування на базі штучного інтелекту. Ця система дозволяє крихітному роботизованому апарату виконувати динамічні маневри, включаючи безперервні перевороти тіла. Професор Кевін Чен з MIT, один із провідних авторів, зазначив, що це важливий крок до навігації у середовищах, недоступних для традиційних квадрокоптерів. Впровадження цієї вдосконаленої схеми керування призвело до значного зростання продуктивності: швидкість польоту робота зросла приблизно на 450 відсотків, а прискорення — приблизно на 250 відсотків порівняно з попередніми демонстраціями дослідників.

Для кількісної оцінки спритності, пристрій розміром з мікрокасету, що важить менше скріпки, успішно виконав 10 послідовних сальто лише за 11 секунд, зберігаючи задану траєкторію навіть під впливом зовнішніх поривів вітру. Цей рівень виконання, що включає виконання сакади — різкого ривка з гальмуванням, яке комахи використовують для раптової зупинки, — був досягнутий, незважаючи на низьку інерційну масу робота. Апарат живиться від крил, що махають, приведених у рух штучними м'язами — елемент дизайну, над яким група професора Чена працювала понад п'ять років.

Ядром системи керування є двокомпонентна архітектура: експертний Модельний Прогностичний Контролер (MPC) для планування агресивних маневрів із дотриманням фізичних обмежень, та політика, навчена за допомогою глибокого навчання через імітаційне навчання (Imitation Learning), для ефективного виконання цих планів у реальному часі. Використання Robust Tube MPC дозволяє стискати обчислювально дорогий MPC у нейронну мережу, стійку до непередбачених збурень, що забезпечує високу продуктивність при менших обчислювальних затримках.

Наслідки цієї підвищеної спритності є значними, особливо для операцій, критичних за часом. Розробка наближає аероробототехніку до практичного застосування у складних, обмежених просторах, таких як пошуково-рятувальні місії під завалами зруйнованих будівель. Здатність автономно орієнтуватися у вузьких місцях, імітуючи природну поведінку комах, є ключовою перевагою для пошуку вцілілих. Дослідження, співавтором якого є професор Джонатан П. Хоу з Департаменту аеронавтики та астронавтики, опубліковано в журналі Science Advances 3 грудня 2025 року.

Майбутня робота дослідників включає перехід до повністю автономної роботи шляхом інтеграції бортових датчиків та камер, що є вирішальним для розгортання на відкритому повітрі та координованої поведінки рою. Ця робота сигналізує про потенційний зсув парадигми у спільноті мікроробототехніки, демонструючи досяжність високоефективних, обчислювально ефективних архітектур керування для систем розміром з комаху.