V dnešní době je stále více zařízení závislých na GPS navigaci. Když člověk někde v lese ztratí GPS signál, tak to obvykle není úplná tragédie. Pokud se to ale stane autonomnímu vozidlu nebo dronu, tak to může mít nepříjemné důsledky. Nemluvě o tom, že GPS navigace je v současné podobě docela zranitelná v případě útoku technologicky vyspělého protivníka.

 

Soudobá autonomní zařízení proto spoléhají na výkonné gyroskopy, které fungují jako záložní navigační systém. Problém je, že takové gyroskopy bývají velké a pořádně drahé. Pro účely navigace bez GPS jsou gyroskopy součástí inerciální měřící jednotky (IMU). Tu obvykle tvoří tři akcelerometry a tři gyroskopy, každý pro jednu prostorovou osu. V běžných chytrých telefonech jsou rovněž gyroskopy, které detekují orientaci telefonu. Jejich přesnost je ale obvykle bídná, což je patrné i v aplikacích, které s těmito gyroskopy pracují.

Jae Yoong Cho z americké University of Michigan a jeho spolupracovníci vyvinuli malý, levný a zároveň velice přesný gyroskop, který by se mohl uplatnit v navigaci dronů a autonomních vozidel, nezávislé na GPS signálu. Jejich gyroskop je desettisíckrát přesnější a přitom jen 10krát dražší nežli gyroskopy v běžných chytrých telefonech. A naopak, je tisíckrát levnější, nežli dnešní mnohem větší gyroskopy se srovnatelným výkonem

 

Podle badatelů právě gyroskopy již dlouhou dobu představují technologický problém, doslova bottleneck ve vývoji nových zařízení. S tímto novým gyroskopem, který nabízí levnou a výkonnou inerciální navigaci, by tento nepříjemný bottleneck mohl zaniknout. Gyroskop jistě uvítají i vojáci, kteří se v dnešní době rovněž velmi spoléhají na GPS navigaci. A uplatnit by se mohl i třeba v robotech, kteří pracují v domácnostech nebo na zahradách.

 

Nový gyroskop je vlastně téměř symetrický mechanický rezonátor, vyrobený z velmi čistého křemenného skla. Díky tomu může vibrovat po dlouhou dobu, jako když někdo hraje na sklenici od vína. Ze sledování vibrací tohoto gyroskopu je možné odvodit potřebné parametry, které pak slouží k navigaci. Vibrace gyroskopu totiž prozradí, jak se gyroskop pohybuje v prostoru.

 

Literatura

University of Michigan 23.3. 2020.