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– Pela primeira vez, um quadrotor voador autônomo superou dois humanos em uma corrida de Pilotos profissionais de drones. O sucesso é baseado em um novo algoritmo desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Zurique. Ele calcula a trajetória ideal e leva em consideração os limites do drone.
Courtesy Zurich University UZH: Os drones devem ser rápidos para que possam ser usados com eficácia. Devido à vida limitada da bateria eles têm que realizar todas as tarefas, como encontrar sobreviventes em uma área de desastre que inspecione um edifício ou entregue mercadorias, tudo feito em um rápido momento.
Eles iniciam diferentes pontos de referência ou inspecionam certos lugares e têm que escolher a melhor trajetória de cada vez e a aceleração correta.
Algoritmo supera os pilotos profissionais
Os melhores pilotos de drones humanos se saem muito bem em tais manobras e têm sistemas autônomos em corridas de drones que sempre foram superados. Agora um grupo de pesquisa da Universidade de Zurique (UZH) desenvolveu um algoritmo que pode encontrar a rota de voo mais rápida, para um quadrotor: um drone com quatro hélices, através de vários pontos de passagem em um curso redondo. «Nosso drone voou a volta mais rápida e tem dois pilotos de classe mundial derrotados em uma pista experimental “, diz Davide Scaramuzza, que chefia o Grupo de Robótica e Percepção do UZH e do Grand Rescue Robotics.
Desafio da NCCR Robotics, que financiou a pesquisa.
«Este algoritmo é o primeiro a gerar as trajetórias mais rápidas possíveis e ao mesmo tempo realmente leva em consideração os limites do drone ”, diz Scaramuzza.
O trabalho anterior foi simplificado tanto no modelo quadrotor quanto a representação da trajetória de voo que, portanto, estavam abaixo do ideal. “Até agora, a trajetória foi dividida em seções e atribuída a waypoints específicos.
A nova ideia principal é que nosso algoritmo apenas diz ao drone que ele tem que tocar em todos os pontos de passagem que deve voar, mas não como ou quando fazê-lo ”, acrescenta Philipp Föhn, estudante de doutorado e primeiro autor do estudo.
Câmeras externas fornecem informações de posição em tempo real, os pesquisadores deixaram o algoritmo e dois pilotos humanos passarem pelo mesmo quadrotor voando em uma pista de corrida.
Eles usam câmeras externas para controlar precisamente o movimento e, no caso do drone autônomo, o algoritmo em tempo real para indicar onde o drone estava. Para garantir uma comparação justa, deu aos pilotos profissionais a oportunidade de praticar na pista antes da corrida. Mas o algoritmo venceu: todas as voltas foram mais rápidas do que as pessoas. Além disso, a Comunicação.
Desempenho constante: uma vez que o algoritmo encontrou a melhor trajetória, ele pode fazê-lo ao contrário dos pilotos humanos, reproduz a rota de forma idêntica muitas vezes.
Antes que possa ser usado comercialmente, o algoritmo deve ser matematicamente simplificado, porque atualmente leva até uma hora, para o computador encontrar e calcular a trajetória mais rápida possível.
Além disso, o drone ainda é aleio ao cálculo de localização das câmeras instruídas. No futuro, os cientistas querem usar câmeras de bordo para essa finalidade. A prova de que um drone autônomo pode, em princípio, voar mais rápido do que pilotos humanos é muito promissor. «Este algoritmo pode ser usado de várias maneiras, por exemplo para entregas de encomendas com drones, para inspeções ou para operações de busca e salvamento em situações de emergência », diz Scaramuzza.
Literatura: Philipp Foehn, Angel Romero, Davide Scaramuzza. Planejamento Otimizado em Tempo para o Voo do Waypoint Quadrotor – Science Robotics. 21 de julho de 2021. DOI: 10.1126 / scirobotics.abh1221
Contato:
Prof. Dr. Davide Scaramuzza Email: sdavide@ifi.uzh.ch
Grupo de Robótica e Percepção / Instituto de Ciência da Computação / Universidade de Zurique
Philipp Foehn: Email: foehn@ifi.uzh.ch
Grupo de Robótica e Percepção / Instituto de Ciência da Computação / Universidade de Zurique
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