Robotika
Az AI vizuális megjelenést használ a drónok távolságának becsléséhez
A Delft TU és a Vesztfáliai Alkalmazott Tudományok Egyetem kutatóinak egy csoportja által kifejlesztett új, optikai áramlás alapú tanulási folyamat lehetővé teszi a robotok számára, hogy megbecsüljék a távolságokat a látható tárgyak vizuális megjelenésén keresztül. A vizuális megjelenés olyan tényezőket tartalmazhat, mint az alak, a szín és a textúra.
Ennek az AI-alapú tanulási stratégiának a használatával javítható a kis repülő drónok navigációja.
A cikk a múlt hónapban jelent meg Nature Machine Intelligence.
Robotok vs. rovarok
Annak érdekében, hogy a kis repülő robotok ugyanolyan szintű autonómiával rendelkezzenek, mint a nagy, önvezető járművekben, ugyanazt a fejlett intelligenciát kell bemutatniuk, mint a repülő rovaroknál, ami rendkívül hatékony AI-rendszereken keresztül valósítható meg.
A jelenleg forgalomban lévő kisméretű repülő robotok nem szállítják a szükséges mennyiségű érzékelőt és feldolgozási teljesítményt a fedélzeten, ami az egyik legnagyobb kihívás ezzel a technológiával.
A természeti világban a rovarok az „optikai áramlásra” támaszkodnak, ami az, ahogyan a tárgyak mozognak a rovarok szemében. Ez az optikai áramlás teszi lehetővé számukra, hogy virágokra szálljanak, és elkerüljék a ragadozókat. Ebben az optikai áramlásban az a meglepő, hogy egyszerű, annak ellenére, hogy összetett feladatokhoz használják.
Guido de Croon a bio-ihlette mikro légi járművek professzora és a cikk első szerzője.
„Az optikai áramlásszabályozással kapcsolatos munkánk a repülő rovarok által alkalmazott legális, egyszerű stratégiák iránti lelkesedésből indult ki” – mondta. „Azonban az irányítási módszerek fejlesztése, hogy ezeket a stratégiákat ténylegesen megvalósítsák a repülő robotokban, korántsem triviálisnak bizonyult. Például a repülő robotjaink valójában nem szálltak le, hanem elkezdtek oszcillálni, folyamatosan fel-le, közvetlenül a leszálló felület felett.
Optikai áramlás
Az optikai áramlásnak két fő korlátja van. Először is vegyes információkat ad a távolságról és a sebességről, és nem ad külön-külön információt a kettőről. Másodszor, az optikai áramlás nagyon kicsi a drón mozgásának irányában, ami hatással van az akadályok elkerülésére. Más szóval, a robotnak van a legnehezebb olyan tárgyakat észlelnie, amelyek felé halad.
„Rájöttünk, hogy az optikai áramlás mindkét problémája megszűnne, ha a robotok nemcsak az optikai áramlást, hanem a környezetükben lévő tárgyak vizuális megjelenését is képesek lesznek értelmezni” – mondta Guido de Croon. „Ez lehetővé tenné a robotok számára, hogy lássák a jelenetben lévő tárgyak távolságát, hasonlóan ahhoz, ahogyan mi, emberek meg tudjuk becsülni a távolságot egy állóképben. A kérdés csak az volt: Hogyan tanulhat meg egy robot ilyen távolságokat látni?
A kutatók által kidolgozott új megközelítésben a robotok oszcillációra támaszkodnak, hogy megtanulják, hogyan néznek ki a környezetükben lévő tárgyak a távolságtól függően. Például egy drón megtanulhatja, milyen finom a fű textúrája attól függően, hogy a leszállás során milyen magasságban van.
Christophe De Wagter a TU Delft kutatója és a cikk társszerzője.
„Az, hogy a vizuális megjelenés segítségével megtanultuk látni a távolságot, sokkal gyorsabb és simább landolást eredményezett, mint korábban elértük” – mondta. „Sőt, az akadályok elkerülése érdekében a robotok most már a repülési irányban is nagyon jól látták az akadályokat. Ez nem csak az akadályészlelési teljesítményt javította, hanem lehetővé tette robotjaink felgyorsítását is.”
Az új fejlesztés hatással lesz a korlátozott erőforrásokkal rendelkező repülő robotokra, és kifejezetten a szűk környezetben dolgozók számára hasznos.
