لكي تكون مفيدة ، يجب أن تكون الطائرات بدون طيار سريعة. نظرًا لعمر البطارية المحدود ، يجب عليهم إكمال أي مهمة لديهم - البحث عن الناجين في موقع الكوارث ، وتفتيش المبنى ، وتسليم البضائع - في أقصر وقت ممكن. وقد يتعين عليهم القيام بذلك من خلال المرور بسلسلة من نقاط المسار مثل النوافذ أو الغرف أو مواقع محددة لفحصها ، واعتماد أفضل مسار والتسارع الصحيح أو التباطؤ في كل جزء.
تتفوق الخوارزمية على الطيارين المحترفين
أفضل طياري الطائرات بدون طيار جيدون جدًا في القيام بذلك وقد تفوقوا دائمًا حتى الآن على الأنظمة المستقلة في سباقات الطائرات بدون طيار. الآن ، قامت مجموعة بحثية في جامعة زيورخ (UZH) بإنشاء خوارزمية يمكنها العثور على أسرع مسار لتوجيه محرك رباعي - طائرة بدون طيار بأربعة مراوح - عبر سلسلة من نقاط المسار على الدائرة. يقول Davide Scaramuzza ، الذي يرأس مجموعة Robotics and Perception Group في UZH و Rescue Robotics Grand Challenge التابع لـ NCCR Robotics ، "لقد تغلبت طائرتنا بدون طيار على أسرع لفة لطيارين بشريين من الطراز العالمي على حلبة سباق تجريبية".
يقول سكاراموزا: "إن حداثة الخوارزمية هي أنها أول من يولد مسارات زمنية مثالية تأخذ بعين الاعتبار قيود الطائرات بدون طيار". اعتمدت الأعمال السابقة على تبسيط النظام الرباعي أو وصف مسار الرحلة ، وبالتالي كانت دون المستوى الأمثل. يضيف فيليب فوهن ، طالب الدكتوراه والمؤلف الأول من الورق.
توفر الكاميرات الخارجية معلومات الموقع في الوقت الفعلي
امتلك الباحثون الخوارزمية وطيران طياران بشريان نفس المحرك الرباعي عبر حلبة سباق. لقد استخدموا كاميرات خارجية لالتقاط حركة الطائرات بدون طيار بدقة - وفي حالة الطائرة ذاتية القيادة - لإعطاء معلومات في الوقت الفعلي للخوارزمية حول مكان وجود الطائرة بدون طيار في أي لحظة. لضمان مقارنة عادلة ، أتيحت الفرصة للطيارين البشريين للتدريب على الحلبة قبل السباق. لكن الخوارزمية فازت: كل دوراتها كانت أسرع من تلك التي يمر بها الإنسان ، وكان الأداء أكثر اتساقًا. هذا ليس مفاجئًا ، لأنه بمجرد أن تجد الخوارزمية أفضل مسار يمكنها إعادة إنتاجه بأمانة عدة مرات ، على عكس الطيارين البشر.
قبل التطبيقات التجارية ، ستحتاج الخوارزمية إلى أن تصبح أقل تطلبًا من الناحية الحسابية ، حيث يستغرق الكمبيوتر الآن ما يصل إلى ساعة لحساب المسار الزمني الأمثل للطائرة بدون طيار. أيضًا ، في الوقت الحالي ، تعتمد الطائرة بدون طيار على الكاميرات الخارجية لحساب مكانها في أي لحظة. في العمل المستقبلي ، يريد العلماء استخدام الكاميرات الموجودة على متن الطائرة. لكن البرهان على أن طائرة بدون طيار ذاتية القيادة يمكنها من حيث المبدأ أن تطير أسرع من الطيارين البشر يعد أمرًا واعدًا. "يمكن أن يكون لهذه الخوارزمية تطبيقات ضخمة في تسليم الطرود باستخدام الطائرات بدون طيار والتفتيش . والإنقاذ ، وأكثر "، كما يقول سكاراموزا.
المرجع: 21 يوليو 2021 ، الروبوتات العلم.
DOI: 10.1126 / scirobotics.abh1221