Autonomiczne drony latają w gęstym lesie z prędkością 40 km/h

Autonomiczne drony opracowane przez naukowców z Uniwersytetu w Zurychu potrafią samodzielnie latać w skomplikowanym środowisku z prędkością 40 km/h. Takie środowiska to choćby las, fabryki, miejsca klęsk żywiołowych i katastrof, a także inne obiekty terenowe.

W artykule opublikowanym przez Science Robotics znalazł się opis systemów sztucznej inteligencji, która pozwala dronom poruszać się z dużą prędkością w skomplikowanym terenie. Opracowała go grupa składająca się z naukowców z Uniwersytetu w Zurychu.

Autonomiczne drony latają po lesie z prędkością 40 km/h

Sztuczna inteligencja połączona z uczeniem maszynowym, scenariuszami w świecie realnym i wirtualnym środowisku sprawiły, że opracowano systemy pozwalające skutecznie wykrywać i omijać przeszkody. Dzięki temu autonomiczne drony są w stanie poruszać się w skomplikowanym terenie z prędkością do 40 km/h!

Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu chcieli zautomatyzować pracę dronów, które do tej pory mogły poruszać się niemal równie szybko, gdy były kontrolowane przez mistrzowsko wyszkolonych operatorów. Takich ludzi jest jednak niewiele i w specyficznych przypadkach nie można liczyć na ich obecność. Chodzi między innymi o poszukiwania związane ze sprawami kryminalnymi, ale też miejscami klęsk żywiołowych, czy specjalistycznymi misjami w trudnym terenie.

Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe

Dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji, która została wyszkolona w środowisku wirtualnym dzięki uczeniu maszynowemu, możliwe było stworzenie systemu predykcji. Sensory wykrywające przeszkody w połączeniu z odpowiednim oprogramowaniem są w stanie tworzyć mapę środowiska oraz wyznaczać trajektorię lotu w czasie znacznie krótszym, niż miało to miejsce wcześniej. Dzięki temu drony mogą poruszać się tak sprawnie i szybko.

„Kluczową zasadą jest bezpośrednie mapowanie obrazu pełnego różnych obiektów przechwytywanych przez czujniki na trajektorie bezkolizyjne. To bezpośrednie mapowanie drastycznie zmniejsza opóźnienia przetwarzania i zwiększa odporność na zaszumione i niepełne skanowanie środowiska. Mapowanie sensomotoryczne jest wykonywane przez neuronową sieć konwolucyjną, która jest szkolona wyłącznie w symulacjach poprzez uczenie uprzywilejowane, czyli naśladowanie eksperta mającego dostęp do znacznie większej ilości informacji. Symulując realistyczne zakłócenia czujników, możemy osiągnąć bezpośrednie przełożenie z symulacji do trudnych środowisk rzeczywistych, których nigdy nie doświadczyliśmy podczas treningu, czyli gęstych lasów, terenu pokrytego śniegiem, wykolejonych pociągów i zawalonych budynków.”

Dalszy rozwój technologii

Naukowcy pracują obecnie nie tylko nad poprawą działania algorytmów, ale i nad projektowaniem nowych, szybszych czujników. Dzięki nim system nie będzie ograniczony szybkością pozyskiwania danych przy skanowaniu środowiska, w którym porusza się dron.

Takie podejście zapewni jeszcze precyzyjniejszą nawigację oraz sprawi, że autonomiczne drony będą w stanie szybciej się poruszać. W wielu sytuacjach szybsze i precyzyjniejsze poruszanie się może decydować nie tylko o ekonomicznych aspektach pracy dronów, ale i życiu lub śmierci ludzi.

Źródło: University of Zurich