Amennyiben láttunk már drónversenyeket, akkor biztosan emlékszünk a hatalmas balesetekre. Ezeken a "futamokon" a csapatok azon versenyeznek, hogy melyik jármű képes a leggyorsabban átrepülni egy akadálypályán. De minél gyorsabban repülnek a drónok, annál instabilabbá válnak, a balesetek pedig éppen ezért gyakoriak és gyakran látványosak.
Kutatás a Massachusettsi Műszaki Egyetemen
Az MIT űrkutatási mérnökei most olyan algoritmust dolgoztak ki, amely segít a drónoknak megtalálni a leggyorsabb útvonalat az akadályok körül anélkül, hogy összetörnének és/vagy lezuhannának. Az új algoritmus egy virtuális akadálypályán átrepülő drón szimulációját kombinálja olyan kísérletekből származó adatokkal, amelyek során egy valódi drón ugyanezen a pályán fizikai térben repült át.
A kutatók megállapították, hogy az algoritmusukkal betanított drón akár 20 százalékkal gyorsabban teljesíti az akadálypályát, mint egy hagyományos tervezési algoritmusokkal betanított drón. Érdekes módon az új algoritmussal trenírozott drón a verseny során nem mindig járt a versenytársa előtt a pályán. Néhány esetben a program lelassította a drónt, hogy egy trükkös kanyarral könnyebben megbirkózzon, vagy éppen takarékoskodjon az energiájával annak érdekében, hogy a pálya egy későbbi szakaszán felgyorsulva végül megelőzze riválisát.
"Nagy sebességnél vannak olyan bonyolult aerodinamikai tényezők, amelyeket nehéz szimulálni, ezért a való világban végzett kísérletek segítségével töltjük ki ezeket a fekete lyukakat, hogy kiderítsük például azt, hogy jobb lehet-e először lelassítani annak érdekében, hogy később gyorsabbak legyünk. Ezt a megközelítést használjuk arra, hogy megnézzük, hogyan tudunk egy pályát összességében a lehető leggyorsabban teljesíteni." - mondta Ezra Tal, az MIT repüléstechnikai és űrhajózási tanszékének végzős hallgatója.
Ahhoz, hogy megérthessék, hogyan hat a nagy sebességű aerodinamika a drónok repülésére, a kutatóknak számos kísérletet kellene lefuttatniuk a laboratóriumban, különböző sebességekre és pályákra állítva a drónokat, hogy lássák, melyek repülnek gyorsan anélkül, hogy lezuhannának - ez egy költséges és gyakran balesetekkel járó képzési folyamat. Ehelyett az MIT csapata egy olyan nagy sebességű repüléstervező algoritmust fejlesztett ki, amely a szimulációkat és a kísérleteket kombinálja.
"Az ilyen típusú algoritmusok nagyon értékes lépést jelentenek a jövő drónjainál, amelyek nagyon gyorsan képesek majd navigálni összetett környezetben. Nagyon reméljük, hogy a határokat olyan módon tudjuk feszegetni, hogy olyan gyorsan tudjanak ezek a drónok közlekedni, amennyire a fizikai korlátaik engedik". - tette hozzá Sertac Karaman, az MIT repülés- és űrhajózástudományi és űrhajózási tanszékének docense és az Információs és Döntési Rendszerek Laboratóriumának igazgatója.
Sikeres fizikai kísérlet
Új megközelítésük demonstrálására a kutatók szimulálták, hogy egy drón egy egyszerű pályán repül át, amely öt nagy, négyzet alakú, lépcsőzetesen elhelyezett akadályt tartalmazott, majd ugyanezt a konfigurációt valósították meg egy fizikai gyakorlótérben, és beprogramoztak egy drónt, hogy repüljön át a pályán olyan sebességgel, amelyet előzőleg a szimulációkból kiválasztottak. Ugyanezt a pályát lefuttatták egy hagyományosabb algoritmussal betanított drónnal is.
Összességében az új algoritmusra kiképzett drón minden esetben rövidebb idő alatt (akár 20 százalékkal gyorsabban) teljesítette a pályát, mint a hagyományos módon kiképzett drón. A kutatók azt tervezik, hogy több kísérletet is lefolytatnak majd, nagyobb sebességgel és összetettebb környezetben, hogy tovább javítsák algoritmusukat. Lehetséges, hogy olyan emberi pilóták repülési adatait is beépítik majd a későbbiekben, akik drónokkal versenyeznek, és akiknek a döntései és manőverei segíthetnek a még gyorsabb, de még mindig megvalósítható repülési tervek meghatározásában.
Gyorsaság a gyakorlatban
A kísérlet sikereit a gyakorlatba átültetve a közeljövőben gyorsabbá, biztonságosabbé és hatékonyabbá válhat a drónok alkalmazása a keresési és életmentési feladatok esetében.
Amennyiben többet szeretne a témáról megtudni, kérjük olvassa el a Massachusettsi Műszaki Egyetemen oldalán megjelent angol nyelvű cikket, amely jelen blogbejegyzésünk alapjául szolgált.
