Lần đầu tiên, một động cơ quadrotor bay tự động đã vượt trội hơn hai phi công con người trong một cuộc đua máy bay không người lái. Thành công này dựa trên một thuật toán mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Zurich. Nó tính toán quỹ đạo tối ưu về thời gian xem xét đầy đủ các hạn chế của máy bay không người lái.
Để trở nên hữu ích, máy bay không người lái cần phải nhanh chóng. Vì thời lượng pin hạn chế, họ phải hoàn thành bất cứ nhiệm vụ nào - tìm kiếm những người sống sót trên khu vực thảm họa, kiểm tra một tòa nhà, giao hàng - trong thời gian ngắn nhất có thể. Và họ có thể phải làm điều đó bằng cách đi qua một loạt các điểm tham chiếu như cửa sổ, phòng hoặc các vị trí cụ thể để kiểm tra, áp dụng quỹ đạo tốt nhất và tăng giảm tốc phù hợp ở mỗi đoạn.
Thuật toán vượt trội hơn các phi công chuyên nghiệp
Các phi công lái máy bay không người lái giỏi nhất của con người rất giỏi làm điều này và cho đến nay luôn làm tốt hơn các hệ thống tự hành trong các cuộc đua máy bay không người lái. Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Zurich (UZH) đã tạo ra một thuật toán có thể tìm ra quỹ đạo nhanh nhất để dẫn hướng một quadrotor — một máy bay không người lái với bốn cánh quạt — thông qua một loạt các điểm tham chiếu trên một mạch. Các nhà nghiên cứu cho biết: “Máy bay không người lái của chúng tôi đã đánh bại vòng đua nhanh nhất của hai phi công người đẳng cấp thế giới trên một đường đua thử nghiệm.
Tính mới của thuật toán là nó là thuật toán đầu tiên tạo ra quỹ đạo tối ưu về thời gian xem xét đầy đủ các hạn chế của máy bay không người lái. Các công trình trước đây dựa trên sự đơn giản hóa của hệ thống quadrotor hoặc mô tả đường bay, và do đó chúng ở mức tối ưu. Ý tưởng chính là, thay vì chỉ định các phần của đường bay cho các điểm tham chiếu cụ thể, thuật toán của chúng tôi chỉ yêu cầu máy bay không người lái đi qua tất cả các điểm tham chiếu, chứ không phải làm thế nào hoặc khi nào để làm điều đó.
Máy ảnh bên ngoài cung cấp thông tin vị trí trong thời gian thực
Các nhà nghiên cứu đã đưa ra thuật toán và hai phi công con người bay cùng một động cơ quadrotor thông qua một vòng đua. Họ sử dụng các camera bên ngoài để ghi lại chính xác chuyển động của máy bay không người lái và — trong trường hợp của máy bay không người lái tự động — để cung cấp thông tin thời gian thực cho thuật toán về vị trí của máy bay không người lái vào bất kỳ thời điểm nào. Để đảm bảo sự so sánh công bằng, các phi công con người đã được tạo cơ hội để đào tạo về các vòng đua trước cuộc đua. Nhưng thuật toán đã chiến thắng: tất cả các vòng của nó đều nhanh hơn so với vòng của con người và hiệu suất ổn định hơn. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì một khi thuật toán đã tìm ra quỹ đạo tốt nhất, nó có thể tái tạo nó một cách trung thực nhiều lần, không giống như các phi công của con người.
Trước các ứng dụng thương mại, thuật toán sẽ cần ít đòi hỏi tính toán hơn, vì hiện tại máy tính phải mất tới một giờ để tính toán quỹ đạo tối ưu về thời gian cho máy bay không người lái. Ngoài ra, hiện tại, máy bay không người lái dựa vào các camera bên ngoài để tính toán vị trí của nó vào bất kỳ thời điểm nào. Trong công việc trong tương lai, các nhà khoa học muốn sử dụng máy ảnh trên bo mạch. Nhưng minh chứng rằng một tự trị về nguyên tắc máy bay không người lái có thể bay nhanh hơn so với các phi công con người đang hứa hẹn. Thuật toán này có thể có các ứng dụng rất lớn trong việc phân phối gói hàng với máy bay không người lái, kiểm tra, tìm kiếm và cứu hộ, v.v.