În timp ce-n Românica se pupă moaşte (cadavre), oamenii de ştiinţă mai fac un pas spre realitatea din filmele SF

duminică, septembrie 12, 2021 8:46

Drone
Experiment: cum se poate evita ciocnirea dronelor dintr-un roi de drone

Un roi de drone se poate folosi în multe locuri, de la pulverizarea culturilor la spectacole de lumină impresionante. Doar că trebuie rezolvată problema traiectoriei fiecărei drone din componenţa roiului de drone.

Enrica Soria, matematician, inginer doctorand în robotică la Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL) – Institutul Federal Elvețian de Tehnologie Lausanne – a construit un model pe computer care ar putea simula cu succes traiectoriile a cinci drone autonome care zboară printr-o pădure groasă fără o singură coliziune. Însă, pentru a testa acest lucru în lumea reală, va trebui să depășească un obstacol: copacii.

Dronele, în special quadcopterele de ultimă generație pe care a vrut să le folosească, sunt scumpe și sacrificarea câtorva dintre ele în timpul testului ar fi creat probleme (financiare şi nu numai). Așa încât, Soria a creat o pădure falsă cu copaci moi, care erau de fapt doar niște tuneluri de joc pliabile de la Ikea. Chiar dacă dronele s-ar fi izbit de aceşti “copaci”, nu se distrugeau.

Dincolo de oprirea distrugerii dronelor costisitoare, experimentul are însă implicații mai mari. Pe măsură ce roiurile de drone autonome devin din ce în ce mai obișnuite în toate tipurile de industrii și cu atât de multe aplicații în diverse domenii, este nevoie de mai multă instruire pentru a se asigura că aceste drone nu se vor ciocni între ele (sau cu persoane sau proprietăți private), atunci când sunt puse la treabă. Un sistem de control fiabil, precum cel propus de Enrica Soria, este un pas necesar și important.

În prezent, roiurile autonome sunt controlate reactiv. Aceasta înseamnă că se efectuează întotdeauna calcule bazate pe distanța față de alte elemente, astfel încât să poată evita obstacolele sau să se poată evita reciproc; la fel, dacă dronele sunt prea aglomerate, vor detecta acest lucru și se vor muta pe alte traiectorii. Totul este bine, dar există încă problema timpului: cât durează ca drona să efectueze aceste calcule de ajustare din mers.

Noul algoritm de „control predictiv” propus de Soria funcționează activ pentru a evita aceste încetiniri cu o planificare mai bună și mai eficientă. Dronele comunică între ele pentru a interpreta datele de captare a mișcării în timp real, pentru a crea predicții despre unde se vor deplasa alte drone din apropiere și pentru a-și regla, în consecință, propriile poziții.

În urma acestui experiment, Soria a reușit să demonstreze algoritmul propus a permis dronelor să se deplaseze printre obstacole cu 57% mai repede decât dronele ce foloseau controale reactive în locul algoritmului de predicție. Ea a remarcat rezultatele impresionante într-un articol publicat în Nature Machine Intelligence în mai 2021.

Acest proiect, la fel ca multe altele concepute pentru a antrena vehicule autonome, a fost inspirat din natură. Soria remarcă faptul că „biologii spun că nu există un computer central”, adică niciun animal sau insectă nu direcționează mișcarea pentru restul grupului. Mai degrabă, fiecare individ își calculează propriul mediu – cum ar fi obstacolele sau alte vieţuitoare – și se mișcă în consecință.

Deși conceptul de control predictiv este o premieră pentru drone, este, de fapt, o idee mai veche. Anterior, oamenii de știință au folosit modelul pentru a naviga în zone și sisteme pentru două vehicule care se deplasează de-a lungul traiectoriilor predefinite. Controlul predictiv se bazează pe mai multe calcule în timp real și totul depinde de maximizarea capacităților de calcul ale fiecărei drone.

Cu atât de multe variabile, precum viteza și distanța, algoritmul trebuie, de asemenea, să fie gândit cu atenție și temeinic. Parametrii de bază, cum ar fi distanța minimă permisă între drone, trebuie să fie incluși, pentru a evita coliziunile unei drone cu alte drone, dar lucruri mai complexe, cum ar fi zonele fără zbor și cartografierea eficientă a căilor la viteza dorită, trebuie să se poată calcula din mers, fără blocaje în timpul zborului.

Pe măsură ce acești algoritmi devin mai bine definiți și, prin urmare, mai puternici, le va fi mai ușor să îndeplinească o varietate mai largă de sarcini care sunt dificile sau imposibil de îndeplinit de oameni, cum ar fi livrări coordonate în zone metropolitane mari sau misiuni aeriene de căutare și salvare . Aşadar, algoritmul propus de Enrica Soria este un mare pas înainte pentru folosirea dronelor în lumea reală.

Via ReviewGeek.

Citeşte şi articolele:

Dacă ţi-a plăcut articolul, ai ceva de completat sau ai ceva de reproşat (civilizat) la acest text, scrie un comentariu, ori pune un link pe site-ul (blogul) tău, în cazul în care vrei ca şi alţii să citească textul sau (obligatoriu) dacă ai copiat articolul parţial sau integral. După ce ai scris comentariul, acesta trebuie aprobat de administratorul site-ului, apoi va fi publicat.
Tags:

Adauga un comentariu