خوارزمية تمكن الطائرة بدون طيار من الطيران أسرع من الطائرة التي تسيطر عليها الإنسان

في الماضي، كان الطياريون البشريون قادرين على الأداء بشكل أفضل من الأنظمة المستقلة عند طيران الطائرات بدون طيار. ومع ذلك، قام فريق بحثي من جامعة زيورخ (UZH) بتطوير خوارزمية تغير هذه الديناميكية.

تتطلب الطائرات بدون طيار أن تكون سريعة نظرًا لمدى حياة البطارية المحدود. هذا يعني أنها يجب أن تنفذ المهام في أقل وقت ممكن، بما في ذلك مهام البحث والإنقاذ، وتفتيش المباني، أو التسليم. هذا يتطلب في كثير من الأحيان أن تتحرك الطائرات بدون طيار من خلال سلسلة من النقاط المرجعية، مثل النوافذ، أو الغرف، أو المساحات الصغيرة، أو المواقع المحددة الأخرى. عند الطيران من خلال هذه النقاط المرجعية، تقوم الطائرات بدون طيار بتحديد المسار الأمثل وتسارع أو إبطاء التسارع في كل نقطة.

خوارزمية الفريق

تتمكن خوارزمية فريق البحث من العثور على المسار الأسرع لتوجيه طائرة رباعية المروحة، وهي طائرة بدون طيار تتمتع بأربعة مراوح، من خلال سلسلة من النقاط المرجعية على حلبة.

يقود دافيد سكاراموزا فريق الروبوتات والتصور في UZH و挑战 الإنقاذ الكبير ل NCCR الروبوتات، الذي كان مسؤولاً عن تمويل البحث.

“طائرتنا بدون طيار تفوقت على أسرع لفة لطيارين من الدرجة العالمية على حلبة تجريبية،” يقول سكاراموزا. “الجديد في الخوارزمية هو أنها أول خوارزمية تنتج مسارات زمنية مثالية تأخذ في الاعتبار قيود الطائرات بدون طيار بشكل كامل.”

ركزت الأعمال السابقة في هذا المجال على تبسيطات للنظام رباعي المراوح أو وصف مسار الطيران، والتي كانت عوامل محدودة.

فيليب فون هو طالب دكتوراه وكاتب أول للورقة.

“الفكرة الرئيسية هي، بدلاً من تعيين أقسام من مسار الطيران إلى نقاط مرجعية محددة، أن خوارزميتنا تخبر الطائرة بدون طيار بالمرور من خلال جميع النقاط المرجعية، ولكن لا تخبرها كيف أو متى تفعل ذلك،” يقول فون.

اختبار الخوارزمية الجديدة

لاختبار النظام الجديد، وضعت الفريق الخوارزمية وطيارين بشريين ضد بعضهم البعض، وطيران نفس الطائرة بدون طيار من خلال حلبة سباق. اعتمدوا على كاميرات خارجية لالتقاط حركة الطائرات بدون طيار. مع الطائرة بدون طيار المستقلة، قدمت تلك الكاميرات معلومات في الوقت الفعلي للخوارزمية، مثل موقع الطائرة بدون طيار في أي لحظة.

为了创建 نظام أكثر إنصافًا، سمح الباحثون للطيارين البشريين بالتدريب على الحلبة قبل السباق. على الرغم من كل هذا التدريب، فازت الخوارزمية، وجميع لفوفها كانت أسرع من لفوف الإنسان. أدت الخوارزمية أيضًا بشكل أكثر ثباتًا من الإنسان. بعد أن وجدت المسار الأمثل، تمكنت من إعادة إنتاجه بشكل متكرر، وهو ما لم يتمكن الإنسان من فعله.

يجب على الباحثين إنشاء طائرة بدون طيار أقل طلبًا للحوسبة إذا كان من المفترض أن تدخل التطبيقات التجارية. يتطلب النظام الحالي ما يصل إلى ساعة لcalculator الحاسوب لحساب المسار الزمني الأمثل للحدث، ويعتمد على كاميرات خارجية لحساب موقعه في أي لحظة. يريد العلماء الآن استكشاف الكاميرات على متن الطائرة.

حتى مع هذه التطورات المطلوبة، فإن حقيقة أن الطائرة بدون طيار المستقلة يمكن أن تطير أسرع من الطائرة التي تسيطر عليها الإنسان هي تطور حاسم.

“يمكن لهذه الخوارزمية أن يكون لها تطبيقات ضخمة في تسليم الحزم بالطائرات بدون طيار، والفحص، والبحث والإنقاذ، وغيرها،” يقول سكاراموزا.