Ha csomagszállító drónokra gondolunk, sokak lelki szemei előtt futurisztikus képek jelennek meg: lebegő szerkezetek hozzák a megrendelt terméket egyenesen a kertkapuhoz vagy az erkélyre. A valóság azonban ennél jóval árnyaltabb. A legnagyobb kihívás az, hogy ezek az eszközök önállóan, biztonságosan és megbízhatóan tudjanak tájékozódni a gyakran kiszámíthatatlan városi környezetben. 

A HUN-REN SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratórium (SCL) kutatói ezen a téren értek el nemzetközileg is kiemelkedő eredményeket: olyan intelligens vezérlési megoldásokat dolgoztak ki, amelyek lehetővé teszik, hogy a drónok valós időben reagáljanak a környezet változásaira – méghozzá minimális energiafelhasználással.

Lát, gondolkodik, cselekszik – az autonóm drón mĹąködése

Ahhoz, hogy egy drón biztonságosan közlekedjen, pontosan tudnia kell, hol helyezkedik el, mi veszi körül, és merre érdemes továbbhaladnia. Nem elég előre programozni az útvonalat – a valóság folyamatos alkalmazkodást követel. Egy hirtelen feltĹąnő madár, egy építkezésen felállított daru, vagy akár egy erős széllökés is újratervezést igényel. Az autonóm mĹąködést számos érzékelő segíti: GPS, gyorsulás- és giroszkópos szenzorok, kamerák, valamint LIDAR – ez utóbbi lézeres technológiával térképezi fel a környezetet.

Azonban itt ütközünk bele a technológia egyik fő problémájába: a fejlett érzékelők gyakran nehezek, sok energiát igényelnek, és bonyolulttá teszik a mĹąködtetést. Márpedig egy drón csak korlátozott súlyt tud szállítani, és az akkumulátor kapacitása sem végtelen. Ezért van szükség olyan okos vezérlőrendszerekre, amelyek csak a legszükségesebb adatokat használják fel – épp annyit, amennyi a gyors és biztonságos döntéshozatalhoz kell.

Valós idejĹą döntések intelligens szoftverekkel

A HUN-REN SZTAKI kutatói olyan szoftveres rendszereket fejlesztettek ki, amelyek a rendelkezésre álló információk alapján gyorsan és megbízhatóan képesek újratervezni a drón mozgását. „Ezek az algoritmusok nemcsak előre gondolkodnak, hanem folyamatosan újraszámolják az útvonalat, ha valamilyen váratlan esemény történik” – magyarázza Péni Tamás, a kutatócsoport tagja. A rendszer nemcsak azt érzékeli, hol van jelenleg az akadály, hanem képes előre jelezni annak mozgását is, és ennek megfelelően alakítja ki a drón biztonságos pályáját.

A repülési útvonal tervezése két szinten történik. A globális szint hasonló a GPS-alapú autós navigációhoz: a drón előre megtervezi az optimális útvonalat a célállomásig. A lokális szint akkor lép életbe, amikor váratlan akadály jelenik meg – ilyenkor a drón azonnal módosítja röppályáját, és szükség esetén a teljes további útvonalát is. Ráadásul, ha több drón tartózkodik egyszerre a levegőben, képesek egymással kommunikálni. Ha egyikük új akadályt észlel – például egy építkezésen frissen felállított darut –, azonnal megoszthatja ezt az információt a többi drónnal. Így mindannyian egy közös, valós idejĹą „térképen” mozognak, amely segíti a biztonságos közlekedést.

Pontosság mozgó jármĹąvek között – új dimenzió a csomagszállításban

A SZTAKI kutatói által kifejlesztett rendszert használó drón képes arra, hogy egy egyszerĹą horog segítségével teljesen önállóan vegyen fel csomagot egy mozgó jármĹąről, majd azt egy másik, szintén mozgó jármĹąre kézbesítse – centiméteres pontossággal. Ez még kézi irányítással sem lenne egyszerĹą feladat, hát még teljes autonómiával! Jelenleg a világon csak ez a magyar kutatócsoport képes ilyen megoldást megvalósítani.

„Míg más kísérletek bonyolult, energiaigényes fogószerkezeteket használnak, például markolókarokat vagy elektromágnest, mi egy egyszerĹą horgot alkalmazunk – ez nemcsak technológiailag egyszerĹąbb, de olcsóbb és energiatakarékosabb is” – mondja dr. Tóth Roland, az SCL kutatója. Ezáltal akár kisebb, költséghatékonyabb drónok is képesek lesznek összetett feladatokat végrehajtani.

A pizzarendelés még várat magára

Noha legtöbbször városi környezetben képzeljük el a drónos csomagszállítást, a valóságban elsőként nem a nagyvárosok utcáin fogjuk látni ezeket az eszközöket mĹąködés közben. A ritkán lakott vidéki területek vagy zárt, ipari környezetek – például raktárak – sokkal kiszámíthatóbb feltételeket kínálnak.

Néhány országban már elindultak olyan szolgáltatások, ahol drónok gyógyszert, élelmiszert vagy kisebb csomagokat szállítanak. Ezek azonban általában egyszerĹą környezetben mĹąködnek: alacsony épületek, kedvező időjárás, kevés légi forgalom. Ezzel szemben az a fajta irányítás, amely lehetővé teszi a mozgó célpontra történő, valós idejĹą és centiméteres pontosságú kézbesítést, még nem része a hétköznapi gyakorlatnak. Ebben a technológiai szegmensben a HUN-REN SZTAKI fejlesztései valóban úttörő szerepet játszanak.

Az ilyen fejlesztésekhez ideális környezetet biztosítanak az ipari és logisztikai létesítmények, hiszen ezek zárt, jól kontrollált terek, ahol nincsenek kiszámíthatatlan tényezők, mint a madarak vagy a járókelők. Ez lehetővé teszi, hogy a drónok biztonságos körülmények között fejlődjenek, mielőtt kilépnek a nyílt légtérbe – és egyszer talán tényleg pizzát is hoznak majd.

English Summary

Researchers at the HUN-REN SZTAKI Institute have developed cutting-edge control systems that enable drones to navigate complex environments autonomously and efficiently. These intelligent drones can adapt in real time to unexpected obstacles, communicate with each other, and even deliver packages between moving vehicles with centimeter-level precision. Unlike other international solutions, their approach uses a simple, energy-efficient hook mechanism. This breakthrough opens new possibilities for drone-based logistics, especially in controlled environments like warehouses and industrial sites.