Algoritmul care permite dronelor autonome să zboare mai repede decât cele controlate de oameni

În trecut, piloții umani au fost capabili să performeze mai bine decât sistemele autonome atunci când vine vorba de zborul cu drone. Cu toate acestea, un grup de cercetare de la Universitatea din Zurich (UZH) a dezvoltat un algoritm care schimbă această dinamică.

Dronele trebuie să fie rapide, având în vedere durata de viață limitată a bateriilor. Acest lucru înseamnă că trebuie să efectueze sarcini în cel mai scurt timp posibil, inclusiv misiuni de căutare și salvare, inspecții de clădiri sau livrări. Acest lucru necesită adesea ca dronele să se deplaseze printr-o serie de puncte de reper, cum ar fi ferestre, camere, spații mici sau alte locații specifice. Atunci când zboară prin aceste puncte de reper, dronele determină cea mai bună traiectorie și accelerare sau decelerare în fiecare punct.

Algoritmul echipei

Algoritmul echipei de cercetare este capabil să găsească cea mai rapidă traiectorie pentru a ghida un quadrocopter, care este un dronă dotat cu patru elice, printr-o serie de puncte de reper pe un circuit.

Davide Scaramuzza conduce Grupul de robotică și percepție de la UZH și Concursul de salvare al NCCR Robotics, care a fost responsabil pentru finanțarea cercetării.

“Drona noastră a bătut cel mai rapid tur al a doi piloți de clasă mondială pe un circuit experimental de curse,” spune Scaramuzza. “Noutatea algoritmului constă în faptul că este primul care generează traiectorii optime în timp, care iau în considerare toate limitările dronelor.”

Lucrările anterioare în acest domeniu s-au concentrat pe simplificări ale sistemului quadrocopter sau ale descrierii traiectoriei de zbor, care au fost factori limitativi.

Phillip Foehn este student doctorand și autorul principal al articolului.

“Ideea cheie este că, în loc să atribuim secțiuni ale traiectoriei de zbor unor puncte de reper specifice, algoritmul nostru îi spune pur și simplu dronelor să treacă prin toate punctele de reper, dar nu cum sau când să o facă,” spune Foehn.

Testarea noului algoritm

Pentru a testa noul sistem, echipa a pus algoritmul și doi piloți umani unul împotriva celuilalt, zburând cu același quadrocopter printr-un circuit de curse. Ei s-au bazat pe camere externe pentru a captura mișcarea dronelor. Cu drona autonomă, aceste camere au furnizat informații în timp real algoritmului, cum ar fi locația dronelor în orice moment.

Pentru a crea un sistem mai echitabil, cercetătorii au permis piloților umani să se antreneze pe circuit înainte de cursă. În ciuda tuturor acestor antrenamente, algoritmul a câștigat, iar toate tururile sale au fost mai rapide decât cele ale piloților umani. Algoritmul a performant și mai consistent decât omul. După ce a găsit cea mai bună traiectorie, a fost capabil să o reproducă în mod constant, ceea ce oamenii nu au putut să facă.

Cercetătorii trebuie să creeze un dronă mai puțin solicitant din punct de vedere computațional, dacă acesta urmează să intre în aplicații comerciale. Sistemul actual necesită până la o oră pentru ca computerul să calculeze traiectoria optimă în timp pentru eveniment, și se bazează pe camere externe pentru a-și calcula locația în orice moment. Oamenii de știință vor acum să exploreze camerele de bord.

Chiar și cu aceste avansări necesare, faptul că drona autonomă poate zbura mai repede decât cea controlată de om este o dezvoltare crucială.

“Acest algoritm poate avea aplicații uriașe în livrarea de pachete cu drone, inspecții, căutare și salvare, și multe altele,” spune Scaramuzza.