خوارزمية جديدة تطير بطائرات بدون طيار أسرع من طيار السباق البشري

التحديث: 17 ديسمبر 2023

لأول مرة ، تفوق محرك رباعي الطيران بشكل مستقل على اثنين من الطيارين البشريين في سباق الطائرات بدون طيار. يعتمد النجاح على خوارزمية جديدة طورها باحثون في جامعة زيورخ. يحسب المسارات الزمنية المثلى التي تراعي تمامًا قيود الطائرات بدون طيار.

لكي تكون مفيدة ، يجب أن تكون الطائرات بدون طيار سريعة. نظرًا لعمر البطارية المحدود ، يجب عليهم إكمال أي مهمة لديهم - البحث عن ناجين 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 الطيارين البشريين بدون طيار بارعون 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 بأربع مراوح - من خلال سلسلة من نقاط المسار على الدارة الكهربائية. يقول الباحثون: "تفوقت طائرتنا بدون طيار على أسرع لفة لطيارين بشريين من الطراز العالمي على مضمار سباق تجريبي".

تكمن حداثة الخوارزمية في أنها أول من يولد مسارات زمنية مثالية تراعي تمامًا قيود الطائرات بدون طيار. اعتمدت الأعمال السابقة على تبسيط النظام الرباعي أو وصف مسار الرحلة ، وبالتالي كانت دون المستوى الأمثل. الفكرة الأساسية هي ، بدلاً من تخصيص أقسام من مسار الرحلة إلى نقاط مسار محددة ، أن الخوارزمية الخاصة بنا تخبر الطائرة بدون طيار بالمرور عبر جميع نقاط الطريق ، ولكن ليس كيف ومتى تفعل ذلك.

توفر الكاميرات الخارجية معلومات الموقع في الوقت الفعلي

كان لدى الباحثين الخوارزمية وطيران طياران بشريان نفس المحرك الرباعي عبر حلبة سباق. لقد استخدموا كاميرات خارجية لالتقاط حركة الطائرات بدون طيار بدقة و- في حالة الطائرة ذاتية القيادة- لإعطاء معلومات في الوقت الحقيقي 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 التظاهر أن مستقل يمكن للطائرة بدون طيار من حيث المبدأ أن تطير أسرع مما يعد به الطيارون البشريون. يمكن أن تحتوي هذه الخوارزمية على تطبيقات ضخمة في تسليم الطرود باستخدام الطائرات بدون طيار والتفتيش والبحث والإنقاذ والمزيد.