Algoritma Mengaktifkan Drone Otonom Terbang Lebih Cepat dari Kendali Manusia

Di masa lalu, pilot manusia telah berhasil mengalahkan sistem otonom dalam hal mengendalikan drone. Namun, sebuah kelompok peneliti dari Universitas Zurich (UZH) telah mengembangkan sebuah algoritma yang mengubah dinamika ini.

Drone harus cepat karena memiliki umur baterai yang terbatas. Ini berarti mereka harus menyelesaikan tugas dalam waktu sesingkat mungkin, termasuk misi pencarian dan penyelamatan, inspeksi bangunan, atau pengiriman. Ini sering memerlukan drone untuk bergerak melalui serangkaian titik, seperti jendela, ruangan, ruang kecil, atau lokasi lainnya. Ketika terbang melalui titik-titik ini, drone menentukan trajektori dan percepatan atau perlambatan terbaik di setiap titik.

Algoritma Tim

Algoritma tim peneliti dapat menemukan trajektori tercepat untuk memandu quadrotor, yang merupakan drone dengan empat propeller, melalui serangkaian titik pada sirkuit.

Davide Scaramuzza memimpin Kelompok Robotika dan Persepsi di UZH dan Tantangan Penyelamatan Grand NCCR Robotika, yang bertanggung jawab untuk mendanai penelitian ini.

“Drone kami mengalahkan lap tercepat dari dua pilot manusia kelas dunia di trek balap eksperimental,” kata Scaramuzza. “Kebaruan algoritma ini adalah bahwa ini adalah yang pertama untuk menghasilkan trajektori waktu-optimalkan yang sepenuhnya mempertimbangkan keterbatasan drone.”

Pekerjaan sebelumnya di bidang ini berfokus pada penyederhanaan sistem quadrotor atau deskripsi jalur penerbangan, yang merupakan faktor pembatas.

Phillip Foehn adalah mahasiswa PhD dan penulis utama makalah ini.

“Gagasan kunci adalah, bukan dengan menetapkan bagian jalur penerbangan ke titik tertentu, bahwa algoritma kami hanya memberitahu drone untuk melewati semua titik, tetapi tidak bagaimana atau kapan melakukannya,” kata Foehn.

Menguji Algoritma Baru

Untuk menguji sistem baru, tim memasang algoritma dan dua pilot manusia melawan satu sama lain, mengendarai quadrotor yang sama melalui sirkuit balap. Mereka mengandalkan kamera eksternal untuk menangkap gerakan drone. Dengan drone otonom, kamera tersebut memberikan informasi waktu-nyata kepada algoritma, seperti lokasi drone pada saat tertentu.

Untuk membuat sistem yang lebih adil, peneliti memungkinkan pilot manusia untuk berlatih di sirkuit sebelum balap. Meskipun pelatihan ini, algoritma masih menang, dan semua lapnya lebih cepat dari lap manusia. Algoritma juga berperforma lebih konsisten daripada manusia. Setelah menemukan trajektori terbaik, ia dapat mengulanginya berulang kali, yang tidak dapat dilakukan oleh manusia.

Peneliti harus membuat drone yang kurang menuntut komputasi jika ingin membuatnya ke aplikasi komersial. Sistem saat ini memerlukan hingga satu jam untuk komputer menghitung trajektori waktu-optimalkan untuk acara tersebut, dan mengandalkan kamera eksternal untuk menghitung lokasinya pada saat tertentu. Ilmuwan sekarang ingin mengeksplorasi kamera onboard.

Meskipun kemajuan yang diperlukan, fakta bahwa drone otonom dapat terbang lebih cepat dari kendali manusia adalah perkembangan yang penting.

“Algoritma ini dapat memiliki aplikasi besar dalam pengiriman paket dengan drone, inspeksi, pencarian dan penyelamatan, dan lain-lain,” kata Scaramuzza.