Jak se z dronu stane rozmazaná skvrna
Dron má místo klasického těla se čtyřmi vrtulemi jediný motor a vrtuli, přičemž celé jeho tělo rotuje opačným směrem než vrtule sama. Výsledkem je stroj, který se ve vzduchu mění v mlhavou skvrnu téměř splývající s pozadím.
Dron s názvem Phantom Twist se otáčí patnáctkrát až pětadvacetkrát za sekundu. Lidské oko si při takové rychlosti pohybující se předměty jednoduše zprůměruje s okolím. Podobně jako to známe u rychle se točícího ventilátoru nebo vrtule letadla, která se za letu zdá téměř neviditelná. Při nejvyšší rychlosti otáčení je dron vidět jen jako slabý, mlžný náznak tvaru.
Klasická quadrokoptéra má čtyři vrtule kolem v podstatě nehybného těla, takže je tělo pro oko dobře viditelné. Phantom Twist funguje jinak. Jeho vrtule se otáčí jedním směrem a zbytek konstrukce druhým, takže na dronu prakticky není žádná nehybná část, na kterou by se dalo zaostřit.
Zdroj: Northwestern Now
Návrh pomohla vytvořit umělá inteligence
Aby dron dokázal létat stabilně a zároveň byl co nejméně vidět, nešlo jen o to přidělat součástky na rotující rám. Tým nejprve vytvořil výpočetní model, který vygeneroval asi dvacet tisíc možných uspořádání konstrukce schopných stabilního letu. Poté nastoupily algoritmy umělé inteligence a optimalizační metody, které opakovaně přeskupovaly motor, baterie, desku plošných spojů, protizávaží a další součásti tak, aby výsledek co nejlépe kombinoval letové vlastnosti s nízkou viditelností.
Nejnadějnější návrhy vědci simulovali za letu a jejich otáčející se podobu promítli na sto reálných fotografií pozadí, od lesů po městské prostředí. Model vnímání, který napodobuje lidské vidění, pak každému návrhu přiřadil skóre podle toho, jak nápadně působil. Vědci si ponechali pět set nejméně viditelných návrhů a jejich rozložení dál upravovali, dokud nevznikla finální podoba dronu.
Prázdné místo je stejně důležité jako součástky
Klíčem k výsledku bylo rozmístit součástky dronu do různých výšek a úhlů s dostatkem prázdného prostoru mezi nimi. Díky tomu se pevné části při rotaci vizuálně nepřekrývají a netvoří tmavou, snadno rozpoznatelnou siluetu. Podle metriky viditelnosti, kterou tým použil, je Phantom Twist zhruba desetkrát méně nápadný než podobně velká běžná quadrokoptéra.
Vědkyně Emma Alexanderová, která se v týmu zabývá počítačovým viděním, princip vysvětluje tak, že lidské oko potřebuje čas, aby si obraz z okolí složilo dohromady, podobně jako funguje expozice u fotoaparátu. Když se objekt točí rychle, vnímáme ho jako rozmazaný a bez zřetelných rysů. Protože je nový dron z velké části průhledný, jeho pár neprůhledných součástek splyne s pozadím a vytvoří jen jemný závoj.
Prototyp má i své limity. Aktuálně se řídí podle externího optického sledovacího systému, takže zatím funguje jen v kontrolovaném prostředí. Vyčnívající dráty a nosné tyče z uhlíkových vláken navíc zůstávají částečně vidět. A i kdyby byl dron dokonale neviditelný, člověk ho stejně uslyší, protože stále vydává charakteristický zvuk vrtule. Autoři projektu plánují do budoucna experimentovat s tišším pohonem a průhlednějšími materiály.
Mohlo by vás zajímat
K čemu by se mohl neviditelný dron hodit
Podle výzkumníků by dron s nízkou viditelností mohl posloužit tam, kde klasické drony ruší přirozené chování okolí, tedy třeba při sledování ptačích hnízdišť, průzkumu mokřadů nebo kontrole stárnoucí infrastruktury. Cílem není vytvořit špionážní zbraň, ale nástroj, který zaznamená realitu, aniž by ji svou přítomností narušil. Kamera umístěná na rotujícím těle by navíc mohla poskytovat panoramatický 360stupňový pohled pro navigaci.
Tým svůj výzkum představil 16. července na konferenci Robotics: Science and Systems 2026 v australském Sydney v rámci sekce věnované návrhu robotů a senzorů. Práci vedl Michael Rubenstein z McCormick School of Engineering na Northwestern University. Na projektu se dále podíleli Emma Alexanderová, Sam Kriegman a David Matthews, hlavními autory studie jsou pak absolvent doktorského studia Jingxian Wang a doktorand Chen Yu. Výzkum podpořila americká Národní vědecká nadace.
Zdroj: Northwestern University, Techspot, YouTube
video
