پژوهشگران دانشگاه نورثوسترن پهپاد Phantom Twist را معرفی کردند که با چرخش ۲۵ بار در ثانیه، تشخیص آن را برای چشم انسان تا ۱۰ برابر دشوارتر میکند.
به گزارش سرویس هوافضای تکناک، برخلاف بسیاری از پروژههای استتار که بر استفاده از رنگ، پوشش یا مواد شفاف تمرکز دارند، این پهپاد با چرخش بسیار سریع کل بدنه خود، تصویری محو ایجاد میکند که تشخیص آن برای چشم انسان بسیار دشوار است.
این پهپاد قادر است با سرعتی معادل ۲۵ دور در ثانیه بچرخد. این سرعت از توان پردازش جزئیات توسط سیستم بینایی انسان بیشتر است و در نتیجه، بهجای مشاهده بدنه پهپاد، تنها هالهای کمرنگ و محو در آسمان دیده میشود که با پسزمینه اطراف ترکیب میشود. پژوهشگران تأکید میکنند که این فناوری به معنای نامرئی شدن واقعی نیست، بلکه با بهرهگیری از محدودیتهای ادراک بصری انسان، تشخیص پهپاد را بسیار دشوارتر میکند.
این دستاورد در کنفرانس Robotics: Science and Systems 2026 معرفی شد که ۱۶ ژوئیه در شهر سیدنی استرالیا برگزار شد. عنوان مقاله پژوهشگران Computational Design of a Low-Visibility UAV Using Human-Aligned Perceptual Metric است و نتایج آن نشان میدهد که طراحی پهپاد بر اساس نحوه عملکرد بینایی انسان میتواند راهکار مؤثرتری نسبت به استتار سنتی باشد.
مایکل روبنستین، استاد دانشیار دانشگاه نورثوسترن و سرپرست این پروژه میگوید که بیشتر پژوهشهای پیشین تلاش کردهاند ظاهر پهپاد را با محیط اطراف هماهنگ کنند تا کمتر دیده شود، اما تیم او مسیر متفاوتی را انتخاب کرده است. به گفته او، این پژوهش بر این ایده استوار است که اگر طراحی خود پهپاد با ویژگیهای ادراک حرکتی چشم انسان هماهنگ شود، میتوان بدون نیاز به استتار پیچیده، میزان دیده شدن آن را به شکل قابل توجهی کاهش داد.
به گفته پژوهشگران، اهمیت این فناوری زمانی بیشتر مشخص میشود که پهپادها در مأموریتهای حساس مورد استفاده قرار گیرند. امروزه از پهپادها برای بررسی جمعیت حیات وحش، پایش تالابها، نقشهبرداری محیطی، بازرسی خطوط انتقال نیرو، پلها و زیرساختهای قدیمی استفاده میشود. با وجود این، حضور یک پهپاد معمولی اغلب رفتار موجودات زنده را تغییر میدهد؛ پرندگان از محل دور میشوند، حیوانات فرار میکنند و حتی انسانها نیز هنگام مشاهده پهپاد رفتار طبیعی خود را تغییر میدهند. کاهش میزان دیده شدن پهپاد میتواند دقت این نوع مأموریتها را افزایش دهد.
پژوهشگران در مقاله خود به تلاشهای قبلی برای استفاده از حرکت به عنوان ابزار استتار نیز اشاره کردهاند. یکی از این نمونهها پروژهای با نام Boomerang Drone بود که در سال ۲۰۰۶ معرفی شد. آن پهپاد نیز از چرخش سریع برای کاهش دیده شدن استفاده میکرد، اما سرعت دوران آن به اندازهای نبود که بتواند اثر محوشدگی کامل ایجاد کند و همچنان بهراحتی قابل مشاهده بود.
همچنین این مقاله به پروژه تاریخی Yehudi Light اشاره میکند که در سال ۱۹۴۴ توسط کمیته ملی تحقیقات دفاعی آمریکا توسعه یافته بود. در آن طرح، با استفاده از نورپردازی ویژه، هواپیماهای متفقین هنگام پرواز بر فراز دریا کمتر در دید دشمن قرار میگرفتند. پژوهشگران معتقد هستند فناوری Phantom Twist ادامه همان ایده است، با این تفاوت که بهجای نور، از ویژگیهای ادراک بینایی انسان بهره میگیرد.
طراحی پهپاد Phantom Twist تفاوت اساسی با پهپادهای چهارملخه رایج دارد. این پهپاد تنها از یک موتور و یک ملخ استفاده میکند. در زمان پرواز، ملخ در یک جهت میچرخد و همزمان کل بدنه پهپاد در جهت مخالف دوران میکند. در نتیجه، برخلاف پهپادهای متداول که بدنه آنها ثابت باقی میماند و بهراحتی دیده میشود، در این نمونه هیچ بخش ثابتی وجود ندارد تا چشم بتواند روی آن تمرکز کند.
تیم تحقیقاتی برای دستیابی به این طراحی، از مدلهای رایانهای، الگوریتمهای هوش مصنوعی و روشهای بهینهسازی استفاده کرد. رایانه ابتدا حدود ۲۰ هزار پیکربندی مختلف از اجزای پهپاد را تولید کرد. سپس محل قرارگیری موتور، ملخ، باتری، مدارهای الکترونیکی و وزنه تعادل بارها تغییر داده شد تا طراحیای به دست آید که هم از نظر پایداری پرواز مناسب باشد و هم کمترین میزان دیدهشدن را داشته باشد.
هر یک از این طراحیها در شرایط شبیهسازیشده و روی ۱۰۰ پسزمینه واقعی آزمایش شد. سپس یک مدل ادراکی که نحوه عملکرد بینایی انسان را شبیهسازی میکرد، میزان دیده شدن هر نمونه را ارزیابی کرد. طرحهایی که بهترین امتیاز را کسب کردند، دوباره وارد مرحله بهینهسازی شدند تا در نهایت نسخه نهایی ساخته شود.
اما الکساندر، استادیار علوم رایانه و از نویسندگان این پژوهش توضیح میدهد که چشم انسان برای تشکیل تصویر به زمان نیاز دارد، که مشابه زمان نوردهی در دوربینهای عکاسی است. هنگامی که جسمی با سرعت بسیار زیاد دوران میکند، جزئیات آن در تصویر محو میشود. از آنجا که بیشتر اجزای Phantom Twist از مواد شفاف ساخته شدهاند، تنها بخشهای مات باقی میمانند که آنها نیز هنگام چرخش سریع با پسزمینه ترکیب میشوند و پهپاد تنها به شکل هالهای کمرنگ دیده میشود.
بر اساس شاخص ارزیابی توسعهیافته در این پژوهش، این پهپاد حدود ۱۰ برابر سختتر از یک پهپاد چهارملخه معمولی توسط انسان شناسایی میشود.
با وجود این موفقیت، پژوهشگران تأکید میکنند که فناوری فعلی هنوز محدودیتهایی دارد. صدای ملخ همچنان موقعیت پهپاد را آشکار میکند و برخی میلهها و سیمهای نگهدارنده نیز در شرایط خاص قابل مشاهده هستند. به همین دلیل، Phantom Twist هنوز یک پهپاد کاملاً نامرئی محسوب نمیشود.
تیم تحقیقاتی معتقد است با استفاده از مواد شفافتر، کاهش صدای سامانه پیشران و بهینهسازی بیشتر طراحی، میتوان در آینده میزان دیده شدن این پهپاد را باز هم کاهش داد. این فناوری میتواند علاوه بر کاربردهای علمی و صنعتی، در مأموریتهای امدادی، پایش محیط زیست و بازرسی تأسیسات مورد استفاده قرار گیرد، هرچند پژوهشگران هشدار میدهند که توسعه چنین فناوریهایی همواره باید با در نظر گرفتن ملاحظات اخلاقی و جلوگیری از سوءاستفادههای احتمالی همراه باشد.
