Η ιδέα ενός «αόρατου» drone μοιάζει βγαλμένη από την επιστημονική φαντασία. Μέχρι σήμερα, οι περισσότερες ερευνητικές προσπάθειες κινούνταν προς την ίδια κατεύθυνση: καμουφλάζ, διάφανα υλικά ή πολύπλοκα οπτικά συστήματα που λυγίζουν το φως ώστε το ιπτάμενο όχημα να μην ξεχωρίζει από το περιβάλλον του.
Μια ομάδα μηχανικών του Northwestern University, όμως, αποφάσισε να προσεγγίσει το πρόβλημα από μια εντελώς διαφορετική οπτική. Αντί να προσπαθήσει να κρύψει το drone, επέλεξε να ξεγελάσει τα μάτια μας.
Το αποτέλεσμα ονομάζεται Phantom Twist και είναι ένα πρωτότυπο UAV που αξιοποιεί ένα απλό αλλά εξαιρετικά αποτελεσματικό φαινόμενο της ανθρώπινης όρασης, το motion blur, τη θόλωση δηλαδή που προκαλείται όταν ένα αντικείμενο κινείται τόσο γρήγορα ώστε ο εγκέφαλος αδυνατεί να διακρίνει τις λεπτομέρειές του.
Το Phantom Twist δεν είναι το πρώτο drone που επιχειρεί να γίνει αόρατο. Είναι όμως ίσως το πρώτο που δεν προσπαθεί να ξεγελάσει τη φυσική, αλλά τον τρόπο με τον οποίο ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιλαμβάνεται την πραγματικότητα.
Είναι η ίδια ψευδαίσθηση που κάνει τις λεπίδες ενός ανεμιστήρα να εξαφανίζονται όταν λειτουργεί ή την προπέλα ενός αεροπλάνου να μοιάζει διάφανη.
Το Phantom Twist δεν είναι πραγματικά αόρατο. Όταν όμως περιστρέφεται με πλήρη ταχύτητα, παύει να έχει σαφές περίγραμμα και μετατρέπεται σε μια αχνή, ημιδιαφανή θολούρα που συγχωνεύεται με το εκάστοτε φόντο. Το ανθρώπινο μάτι βλέπει πλέον μόνο ένα ανεπαίσθητο σύννεφο αντί ένα σαφώς οριοθετημένο drone.
Η ερευνητική ομάδα παρουσίασε τη νέα τεχνολογία στις 16 Ιουλίου, στο συνέδριο ‘Robotics: Science and Systems 2026’ στο Σίδνεϊ της Αυστραλίας. Η εργασία, με τίτλο: «Computational Design of a Low-Visibility UAV Using Human-Aligned Perceptual Metric», παρουσιάστηκε στο πλαίσιο της συνεδρίας Robot & Sensor Design και περιέγραψε μια εντελώς διαφορετική φιλοσοφία σχεδιασμού drones χαμηλής ορατότητας.
Όπως εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης Michael Rubenstein, αναπληρωτής καθηγητής Επιστήμης Υπολογιστών και Μηχανολογίας στη Σχολή McCormick του Northwestern University, μέλος του Center for Robotics and Biosystems του ίδιου πανεπιστημίου, οι περισσότερες προσπάθειες των ερευνητών επικεντρώνονται στο να κατασκευάσουν ένα drone που να μοιάζει με το περιβάλλον του.
Η ομάδα αναρωτήθηκε αν θα μπορούσε να σχεδιάσει ένα drone με βάση τον τρόπο που λειτουργεί η ανθρώπινη αντίληψη της κίνησης. Άλλωστε, η ιδέα της χαμηλής ορατότητας ενός αντικειμένου μέσω συνεχούς περιστροφής είναι κάτι που έχει διερευνηθεί ελάχιστα.
Κατά την πτήση το Phantom Twist φτάνει περίπου τις 25 περιστροφές το δευτερόλεπτο, ταχύτητα αρκετή ώστε η ανθρώπινη όραση να μην μπορεί πλέον να διαχωρίσει τα επιμέρους εξαρτήματά του.
Η δημιουργία ενός drone που περνά σχεδόν απαρατήρητο δεν είναι απλώς μια τεχνολογική περιέργεια. Σήμερα, ακόμη και η απλή παρουσία ενός UAV μπορεί να ενοχλήσει τον στόχο που εποπτεύει. Πουλιά πιθανώς εγκαταλείπουν τις φωλιές τους, άγρια ζώα αλλάζουν συμπεριφορά, ενώ άνθρωποι που αντιλαμβάνονται ότι παρακολουθούνται από ένα drone συχνά αλλάζουν ασυναίσθητα τις κινήσεις τους. Σε αποστολές περιβαλλοντικής παρακολούθησης, επιστημονικής έρευνας ή επιθεώρησης κρίσιμων υποδομών, η ίδια η παρουσία του drone μπορεί να επηρεάσει τα δεδομένα που συλλέγει.
Το Phantom Twist επιχειρεί να λύσει αυτό ακριβώς το πρόβλημα.
Η μεγαλύτερη καινοτομία του βρίσκεται στον ίδιο τον τρόπο κατασκευής του. Τα περισσότερα drones της αγοράς είναι quadcopters, δηλαδή με τέσσερις περιστρεφόμενες έλικες και με ένα κεντρικό σώμα που παραμένει σχεδόν ακίνητο. Αυτό σημαίνει ότι, ακόμη κι αν οι έλικες γίνονται αόρατες λόγω της ταχύτητάς τους, το κεντρικό σώμα του drone εξακολουθεί να διακρίνεται καθαρά.
Στο Phantom Twist συμβαίνει το ακριβώς αντίθετο.
Το drone διαθέτει έναν μόνο κινητήρα και μία προπέλα. Η προπέλα περιστρέφεται προς τη μία κατεύθυνση, ενώ ολόκληρο το υπόλοιπο σκάφος περιστρέφεται προς την αντίθετη. Έτσι δεν υπάρχει κανένα σταθερό σημείο στο όχημα που να μπορεί να «κλειδώσει» το ανθρώπινο μάτι.
Κατά την πτήση το Phantom Twist φτάνει περίπου τις 25 περιστροφές το δευτερόλεπτο, ταχύτητα αρκετή ώστε η ανθρώπινη όραση να μην μπορεί πλέον να διαχωρίσει τα επιμέρους εξαρτήματά του.
Tο ανθρώπινο μάτι λειτουργεί με τρόπο αντίστοιχο μιας φωτογραφικής μηχανής. Χρειάζεται ένα μικρό χρονικό διάστημα για να συγκεντρώσει τις οπτικές πληροφορίες που καταλήγουν στον εγκέφαλο. Όταν ένα αντικείμενο περιστρέφεται με εξαιρετικά μεγάλη ταχύτητα, οι λεπτομέρειές του χάνονται μέσα στη θόλωση της κίνησης.
Επειδή το Phantom Twist αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από διαφανή υλικά και από ελάχιστα αδιαφανή εξαρτήματα, αυτά αναμειγνύονται οπτικά με το εκάστοτε φόντο, αφήνοντας μόνο μια ανεπαίσθητη και θαμπή αίσθηση νέφους.
Οι ερευνητές δεν σχεδίασαν το drone στο χέρι. Δημιούργησαν αρχικά ένα υπολογιστικό μοντέλο που παρήγε περίπου 20.000 διαφορετικές διαμορφώσεις ικανές να πετούν με σταθερότητα.
Στη συνέχεια, αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης και βελτιστοποίησης ανέλαβαν την αναδιάταξη των βασικών εξαρτημάτων (κινητήρα, προπέλα, μπαταρίες, πλακέτα κυκλωμάτων και αντίβαρα) αναζητώντας εκείνη τη διάταξη που θα εξασφάλιζε ταυτόχρονα σταθερή πτήση και τη μικρότερη δυνατή ορατότητά του από τρίτους.
Οι καλύτερες διαμορφώσεις δεν πέρασαν απευθείας στην κατασκευή.
Κάθε σχέδιο προσομοιώθηκε ψηφιακά σε συνθήκες πτήσης και σε περίπου 100 πραγματικά περιβάλλοντα, ώστε να αξιολογηθεί πώς θα φαινόταν σε διαφορετικό φόντο.
Ένα ειδικά σχεδιασμένο μοντέλο αντίληψης, το οποίο προσομοίωνε τον τρόπο που λειτουργεί η ανθρώπινη όραση, υπολόγιζε πόσο εύκολα μπορούσε να εντοπιστεί κάθε εκδοχή. Τα σχέδια με τη χαμηλότερη βαθμολογία ως προς την ορατότητα θεωρούνταν τα πιο επιτυχημένα.
Από αυτά επιλέχθηκαν τα 500 καλύτερα, τα οποία πέρασαν από νέο κύκλο βελτιστοποίησης. Οι αλγόριθμοι συνέχισαν να μετακινούν τα εξαρτήματα μέχρι να επιτύχουν ακόμη χαμηλότερους δείκτες ορατότητας, σε μια αυτοματοποιημένη διαδικασία.
Το τελικό αποτέλεσμα έμοιαζε σχεδόν παράδοξο. Τα εξαρτήματα δεν ήταν συγκεντρωμένα στο κέντρο, όπως συμβαίνει στα περισσότερα drones, αλλά τοποθετημένα σε διαφορετικά ύψη και γωνίες, με αρκετό κενό ανάμεσά τους. Έτσι, όταν το σύνολο περιστρέφεται, τα εξαρτήματα δεν επικαλύπτονται οπτικά και αντί να σχηματίζουν μια συμπαγή φιγούρα, δημιουργούν μια διάχυτη, σχεδόν διαφανή εικόνα που συγχωνεύεται με το περιβάλλον.
Σύμφωνα με το μοντέλο αξιολόγησης που ανέπτυξε η ομάδα, το Phantom Twist είναι περίπου δέκα φορές λιγότερο ορατό από ένα συμβατικό τετρακόπτερο.
Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, οι δημιουργοί του αναγνωρίζουν ότι υπάρχει ακόμη αρκετός δρόμος μέχρι να θεωρηθεί πραγματικά πλήρως διακριτικό. Η προπέλα εξακολουθεί να παράγει χαρακτηριστικό θόρυβο, ενώ τα καλώδια και οι ράβδοι στήριξης παραμένουν ορατά υπό ορισμένες γωνίες και συνθήκες φωτισμού.
Η επόμενη γενιά του Phantom Twist θα αξιοποιήσει ακόμη πιο διαφανή υλικά, ενώ στόχος είναι και η ανάπτυξη πιο αθόρυβων συστημάτων πρόωσης που θα μειώσουν περαιτέρω το συνολικό του αποτύπωμα.
Το Phantom Twist δεν είναι το πρώτο drone που επιχειρεί να γίνει αόρατο. Είναι όμως ίσως το πρώτο που δεν προσπαθεί να ξεγελάσει τη φυσική, αλλά τον τρόπο με τον οποίο ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιλαμβάνεται την πραγματικότητα.
Και αυτή η αλλαγή φιλοσοφίας ίσως αποδειχθεί πολύ πιο σημαντική από οποιοδήποτε υλικό για καμουφλάζ ή οπτικό τέχνασμα που έχουν δοκιμάσει μέχρι σήμερα οι μηχανικοί.
Με την εγγραφή σας, συμφωνείτε με τους Όρους Χρήσης μας (συμπεριλαμβανομένης της παραίτησης από ομαδικές αγωγές και των διατάξεων διαιτησίας) και αναγνωρίζετε την Πολιτική Απορρήτου μας.
