Thuật toán cho phép máy bay không người lái tự động bay nhanh hơn máy bay do con người điều khiển

Trong quá khứ, các phi công đã có thể vượt qua các hệ thống tự động khi nói đến việc điều khiển máy bay không người lái. Tuy nhiên, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Zurich (UZH) đã phát triển một thuật toán đang thay đổi động lực này.

Máy bay không người lái cần phải nhanh chóng do tuổi thọ pin hạn chế. Điều này có nghĩa là chúng phải thực hiện các nhiệm vụ trong thời gian ngắn nhất có thể, bao gồm cả nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ, kiểm tra tòa nhà hoặc giao hàng. Điều này thường yêu cầu máy bay không người lái di chuyển qua một loạt các điểm định vị, chẳng hạn như cửa sổ, phòng, không gian nhỏ hoặc các vị trí cụ thể khác. Khi bay qua các điểm định vị này, máy bay không người lái sẽ xác định đường bay và gia tốc hoặc giảm tốc tại mỗi điểm.

Thuật toán của nhóm

Thuật toán của nhóm nghiên cứu có thể tìm ra đường bay nhanh nhất để hướng dẫn một máy bay không người lái bốn cánh quạt qua một loạt các điểm định vị trên một mạch.

Davide Scaramuzza lãnh đạo Nhóm Robot và Nhận thức tại UZH và Thử thách Cứu hộ của NCCR Robotics, tổ chức đã tài trợ cho nghiên cứu.

“Máy bay không người lái của chúng tôi đã vượt qua vòng đua nhanh nhất của hai phi công hàng đầu thế giới trên một đường đua thử nghiệm,” Scaramuzza nói. “Điểm mới của thuật toán là nó là thuật toán đầu tiên tạo ra các đường bay tối ưu về thời gian, xem xét đầy đủ các hạn chế của máy bay không người lái.”

Các công việc trước đây trong lĩnh vực này tập trung vào việc đơn giản hóa hệ thống máy bay không người lái bốn cánh quạt hoặc mô tả đường bay, điều này đã hạn chế.

Phillip Foehn là sinh viên tiến sĩ và tác giả đầu tiên của bài báo.

“Ý tưởng chính là, thay vì gán các phần của đường bay cho các điểm định vị cụ thể, thuật toán của chúng tôi chỉ cho máy bay không người lái biết phải bay qua tất cả các điểm định vị, nhưng không chỉ định cách hoặc khi thực hiện,” Foehn nói.

Thử nghiệm thuật toán mới

Để thử nghiệm hệ thống mới, nhóm đã cho thuật toán và hai phi công đối đầu nhau, bay cùng máy bay không người lái bốn cánh quạt qua một mạch đua. Họ dựa vào các máy ảnh bên ngoài để ghi lại chuyển động của máy bay không người lái. Với máy bay không người lái tự động, các máy ảnh này cung cấp thông tin thời gian thực cho thuật toán, chẳng hạn như vị trí của máy bay không người lái tại bất kỳ thời điểm nào.

Để tạo ra một hệ thống công bằng hơn, các nhà nghiên cứu đã cho phép các phi công được đào tạo trên mạch trước khi đua. Mặc dù đã được đào tạo, thuật toán vẫn thắng, và tất cả các vòng đua của nó đều nhanh hơn vòng đua của con người. Thuật toán cũng hoạt động nhất quán hơn con người. Sau khi tìm ra đường bay tối ưu, nó có thể lặp lại đường bay đó một cách nhất quán, điều mà con người không thể làm được.

Các nhà nghiên cứu phải tạo ra một máy bay không người lái ít đòi hỏi về tính toán hơn nếu nó muốn được áp dụng trong các ứng dụng thương mại. Hệ thống hiện tại yêu cầu lên đến một giờ để máy tính tính toán đường bay tối ưu về thời gian cho sự kiện, và nó dựa vào các máy ảnh bên ngoài để tính toán vị trí của nó tại bất kỳ thời điểm nào. Các nhà khoa học hiện muốn khám phá các máy ảnh trên máy bay không người lái.

Dù có những tiến bộ cần thiết, việc máy bay không người lái tự động có thể bay nhanh hơn con người là một phát triển quan trọng.

“Thuật toán này có thể có nhiều ứng dụng trong việc giao hàng bằng máy bay không người lái, kiểm tra, tìm kiếm và cứu hộ, và nhiều hơn nữa,” Scaramuzza nói.