Ο νέος αλγόριθμος πετάει drone με ταχύτητα από τους πιλότους της ανθρώπινης φυλής

Κηφήνας που πετά μέσα από τον καπνό για να απεικονίσει περίπλοκα αεροδυναμικά εφέ. Πίστωση: Ομάδα ρομποτικής και αντίληψης, Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης

Για πρώτη φορά, ένας κινητήρας ιπτάμενου τετραγώνου ξεπέρασε ανεξάρτητα δύο ανθρώπινους πιλότους σε έναν αγώνα drone. Η επιτυχία εξαρτάται από έναν νέο αλγόριθμο που αναπτύχθηκε από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης. Υπολογίζει τις βέλτιστες διαδρομές χρόνου που λαμβάνουν πλήρως υπόψη τους περιορισμούς των drone.

Για να είναι χρήσιμα, τα αεροσκάφη πρέπει να είναι γρήγορα. Λόγω της περιορισμένης διάρκειας ζωής της μπαταρίας, πρέπει να ολοκληρώσουν οποιαδήποτε αποστολή που έχουν – αναζητώντας επιζώντες σε μια τοποθεσία καταστροφών, επιθεώρηση ενός κτιρίου, παράδοση αγαθών – στο συντομότερο δυνατό χρόνο. Ίσως χρειαστεί να το κάνουν με μια σειρά από σημεία διαδρομής, όπως παράθυρα, δωμάτια ή συγκεκριμένες τοποθεσίες για έλεγχο, υιοθετώντας την καλύτερη διαδρομή και τη σωστή επιτάχυνση ή επιβράδυνση κάθε τμήματος.

Ο αλγόριθμος ξεπερνά τους επαγγελματίες πιλότους

καλύτερος άνθρωπος Κηφήνας Οι πιλότοι είναι πολύ έμπειροι σε αυτό και έχουν μέχρι στιγμής ξεπεράσει τα αυτόνομα συστήματα σε αγώνες drone. Τώρα, μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης (UZH) δημιούργησε έναν αλγόριθμο που μπορεί να βρει τον πιο γρήγορο δρόμο για την οδήγηση ενός τετραπλού κινητήρα – ενός drone με τέσσερις προπέλες – μέσω μιας σειράς σημείων τροχιάς σε ένα κύκλωμα. «Το drone μας κέρδισε τον ταχύτερο γύρο δύο πιλότων παγκόσμιας κλάσης σε ένα κομμάτι δοκιμής», λέει ο Davide Scaramuzza, ο οποίος είναι επικεφαλής του Robotics and Perception Group στο UZH και του NCCR Robotics Rescue Robotics Grand Challenge.

«Η καινοτομία του αλγορίθμου είναι ότι είναι η πρώτη που δημιουργεί βέλτιστες χρονικές διαδρομές που λαμβάνουν υπόψη τους περιορισμούς των drones», λέει ο Scaramosa. Τα προηγούμενα έργα βασίστηκαν σε μια απλοποίηση του τετραπολικού συστήματος ή στην περιγραφή της διαδρομής πτήσης, και ως εκ τούτου ήταν μη βέλτιστα. «Η βασική ιδέα είναι, αντί να αντιστοιχίσουμε τμήματα της διαδρομής πτήσης σε συγκεκριμένα σημεία διαδρομής, ο αλγόριθμος μας λέει στο drone να περάσει από όλα τα σημεία, αλλά όχι πώς και πότε να το κάνει», προσθέτει ο Philip Fohn, PhD. Μαθητής και πρώτος συγγραφέας της εργασίας.

Ο νέος αλγόριθμος πετάει drone με ταχύτερους ρυθμούς από τους πιλότους της ανθρώπινης φυλής

Drone racing σε τέλεια χρονική πίστα με ευελιξία υψηλής ταχύτητας. Πίστωση: Ομάδα ρομποτικής και αντίληψης, Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης

Οι εξωτερικές κάμερες παρέχουν πληροφορίες τοποθεσίας σε πραγματικό χρόνο

Οι ερευνητές είχαν τον αλγόριθμο και δύο ανθρώπινοι πιλότοι πετούν την ίδια τετρακίνηση με μια πίστα. Χρησιμοποίησαν εξωτερικές κάμερες για να συλλάβουν με ακρίβεια την κίνηση του drone – και στην περίπτωση ενός αεροπλάνου αυτο-οδήγησης – για να δώσουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο στον αλγόριθμο σχετικά με το πού βρίσκεται το drone σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Για να εξασφαλιστεί μια δίκαιη σύγκριση, οι ανθρώπινοι πιλότοι είχαν την ευκαιρία να προπονηθούν στην πίστα πριν από τον αγώνα. Αλλά ο αλγόριθμος κέρδισε: όλοι οι κύκλοι του ήταν γρηγορότεροι από τους ανθρώπους και η απόδοση ήταν πιο συνεπής. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, διότι όταν ο αλγόριθμος βρει την καλύτερη διαδρομή, μπορεί να τον αναπαραγάγει πιστά πολλές φορές, σε αντίθεση με τους πιλότους του ανθρώπου.

Πριν εμπορικές εφαρμογέςΩστόσο, ο αλγόριθμος θα πρέπει να γίνει λιγότερο απαιτητικός υπολογιστικά, καθώς τώρα χρειάζεται ένας υπολογιστής έως και μία ώρα για να υπολογίσει τη βέλτιστη διαδρομή χρόνου για το drone. Επίσης, αυτή τη στιγμή, το drone βασίζεται σε εξωτερικές κάμερες για να υπολογίσει πού βρίσκεται σε μια δεδομένη στιγμή. Σε μελλοντικές εργασίες, οι επιστήμονες θέλουν να χρησιμοποιούν ενσωματωμένες κάμερες. Αλλά η απόδειξη ότι ένα αυτοκινούμενο drone μπορεί κατ ‘αρχήν να πετάξει γρηγορότερα από ό, τι οι ανθρώπινοι πιλότοι είναι πολλά υποσχόμενη. “Αυτό αλγόριθμος Θα μπορούσε να έχει τεράστιες εφαρμογές στην παράδοση δεμάτων, την επιθεώρηση, την αναζήτηση και τη διάσωση και πολλά άλλα », λέει ο Scaramosa.



περισσότερες πληροφορίες:
Π. Foehn el al. “Βέλτιστος προγραμματισμός χρόνου για το ταξίδι Quad Waypoint”, επιστήμη ρομποτικής (2021). robotics.sciencemag.org/lookup… /scirobotics.abh1221

το απόσπασμα: Νέος αλγόριθμος που πετάει κηφήνες πιο γρήγορα από τους πιλότους της ανθρώπινης φυλής (2021, 21 Ιουλίου) Ανακτήθηκε στις 22 Ιουλίου 2021 από https://techxplore.com/news/2021-07-algorithm-flies-drones-faster-human.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη διαπραγμάτευση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την Αφροδίτη ως μπάλα disco για να αποκαλύψουν τα μυστικά της περιστροφής της

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *