พรางตาด้วยความเร็ว! "โดรนหมุนความเร็วสูง" ไร้เสียง ช่วยสอดส่องและกู้ภัยโดยไม่สะดุดตา

นักวิจัยพัฒนา “โดรนหมุน” ที่อาศัยการหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงร่วมกับระบบ AI ทำให้ตัวเครื่องกลมกลืนไปกับสภาพแวดล้อม ช่วยทำภารกิจกู้ภัย สำรวจธรรมชาติ และตรวจโครงสร้างเมืองได้อย่างแนบเนียน

นักวิจัยพัฒนา “โดรนหมุนความเร็วสูง” ที่พรางตาด้วยการใช้หลักการทางทัศนวิสัยและการหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูง จนทำให้ตัวเครื่องกลมกลืนไปกับฉากหลังราวกับเป็นเพียงหมอกจาง ๆ นวัตกรรมนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการรบกวนทางสายตาและรองรับภารกิจการสำรวจในพื้นที่เปราะบางได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเปลี่ยนวัตถุทึบแสงให้พรางสายตา

โดยทั่วไป โดรนแบบสี่ใบพัด (Quadcopter) จะมีส่วนโครงสร้างหลักที่อยู่นิ่งกลางอากาศ ทำให้มนุษย์และสัตว์สามารถมองเห็นรูปร่างได้อย่างชัดเจน แต่แนวคิดใหม่นี้กลับตั้งต้นจากพฤติกรรมการรับรู้ภาพของดวงตา โดยออกแบบให้โดรนทั้งลำหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงถึง 25 รอบต่อวินาที ขณะที่ใบพัดหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม

หลักการดังกล่าวทำงานคล้ายกับพัดลมที่หมุนด้วยความเร็วสูงจนเรามองไม่เห็นใบพัด ดวงตาของมนุษย์และสัตว์ต้องใช้เวลาช่วงหนึ่งในการสะสมสัญญาณแสง (คล้ายการเปิดรับแสงของกล้องถ่ายรูป) เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง รูปร่างที่ทึบแสงจะถูกเฉลี่ยเข้ากับแสงของฉากหลัง เกิดเป็นปรากฏการณ์ภาพเบลอ (Motion Blur) ส่งผลให้โดรนลำนี้ลวงสายตาจนดูโปร่งแสง และตรวจจับด้วยสายตาได้ยากกว่าโดรนรูปแบบเดิมถึง 10 เท่า

การประมวลผลด้วย AI และการปรับมอเตอร์

งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น (Northwestern University) สหรัฐอเมริกา ได้ผสมผสานเทคโนโลยีระบบแบบจำลองคอมพิวเตอร์และระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้ามาใช้ในกระบวนการออกแบบโครงสร้างทั้งหมด

ทีมวิจัยได้คำนวณรูปแบบการจัดวางชิ้นส่วนต่าง ๆ มากกว่า 20,000 รูปแบบ จากนั้นใช้ระบบ AI คัดสรรและปรับตำแหน่งของมอเตอร์ แผงวงจร แบตเตอรี่ และน้ำหนักถ่วงให้อยู่ในมุมและระดับความสูงที่แตกต่างกัน โดยเว้นระยะห่างอย่างเหมาะสม เพื่อไม่ให้ชิ้นส่วนทึบแสงบังกันเองขณะหมุน ผลลัพธ์ที่ได้คือโครงสร้างที่สามารถบินได้อย่างมีเสถียรภาพ และพรางสายตาได้ดีเมื่อทดสอบจำลองภาพบนฉากหลังจริงกว่าร้อยรูปแบบ

ยกระดับงานกู้ภัย การสำรวจ และการตรวจโครงสร้างเมือง

คุณสมบัติการพรางตาด้วยความเร็วนี้ ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ปัญหาการทำงานในพื้นที่ที่ต้องการความละเอียดอ่อนสูง โดยประโยชน์สำคัญในการนำไปใช้งานจริงครอบคลุมในหลายมิติ ดังนี้

• งานกู้ภัยและรักษาความปลอดภัย: ในพื้นที่ภัยพิบัติหรือสถานการณ์เสี่ยงภัย โดรนสามารถบินสำรวจ ประเมินสภาพแวดล้อม และค้นหาผู้รอดชีวิตได้โดยไม่สร้างความตื่นตระหนกให้กับผู้คนในพื้นที่ หรือดึงดูดความสนใจที่ไม่จำเป็น
• การศึกษาและอนุรักษ์ธรรมชาติ: การสำรวจพฤติกรรมสัตว์ป่าหรือนกที่ทำรังมักประสบปัญหาสัตว์ตกใจเสียงและรูปร่างของโดรน โดรนหมุนพรางตัวจะช่วยให้นักวิจัยสามารถจัดเก็บข้อมูลทางชีววิทยาได้อย่างใกล้ชิด โดยไม่รบกวนพฤติกรรมตามธรรมชาติของสัตว์
• การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐาน: วิศวกรสามารถใช้โดรนบินตรวจเช็กความแข็งแรงของอาคาร สะพาน หรือสายไฟฟ้าแรงสูงในเขตเมืองได้ โดยไม่สร้างความรำคาญหรือรบกวนการดำเนินชีวิตประจำวันของคนเมือง

เทคโนโลยีโดรนหมุนความเร็วสูง ที่ช่วยอำพรางสายตาถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการเปลี่ยนผ่านจากการพัฒนาโดรนที่เน้นเพียงพละกำลัง มาสู่การออกแบบที่คำนึงถึงมิติการรับรู้และสภาพแวดล้อมรอบข้าง แม้ในปัจจุบันทีมวิจัยจะยังคงพัฒนาระบบเพื่อลดเสียงรบกวนจากใบพัดและใช้วัสดุที่โปร่งแสงยิ่งขึ้น แต่แนวคิดนี้ได้เปิดประตูสู่ยุคใหม่ของระบบบินไร้คนขับ ที่พร้อมจะทำงานร่วมกับมนุษย์และธรรมชาติได้อย่างแนบเนียนยิ่งขึ้น

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: northwestern, interestingengineering, newatlas
ที่มาภาพ: northwestern
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech