Компании

Навигационный алгоритм превращает дроны в акробатов

25 Июня 2020
Навигационный алгоритм превращает дроны в акробатов

Швейцарские учёные из Цюрихского Университета (UZH) разработали четырёхвинтовой вертолёт, или квадрокоптер, который способен самостоятельно научиться выполнять акробатические манёвры, которые бросят вызов даже человеку-оператору.

Беспилотник, разработанный совместно с технологическим гигантом Intel, использует навигационный алгоритм, позволяющий ему автономно выполнять трюки, используя измерения бортовых датчиков.

При демонстрации машина закладывала петли с ускорением, бочки и сложные сальто, во время которых беспилотник подвергался высокой тяге и экстремальному угловому ускорению.

Навигационный алгоритм, разработанный в Цюрихском университете, позволяет беспилотникам изучать сложные акробатические маневры. Автономные квадрокоптеры могут быть обучены с помощью моделирования для увеличения их скорости, маневренности и эффективности, что будет приносить пользу поисково-спасательным операциям.

Коммерческие беспилотники, занимающиеся доставкой, способные на быстрые трюки, смогут быстрее добираться до места назначения, избегая потенциальных препятствий.

«Эта навигация – ещё один шаг к интеграции автономных беспилотных летательных аппаратов в нашу повседневную жизнь, – сказал Давиде Скарамуцца, профессор робототехники в Цюрихском университете. – Наш алгоритм учит технику выполнять акробатические маневры, которые бросают вызов даже лучшим пилотам-людям».

С самого зарождения авиации пилоты делали акробатические манёвры, чтобы проверить пределы возможностей своих самолётов, и то же самое касается теперь беспилотных летательных аппаратов.

Однако выполнение акробатических манёвров с квадрокоптерами чрезвычайно сложно, и пилотам дронов требуется много лет практики, чтобы делать это безопасно, не нанося вреда оборудованию, себе или другим людям.

Жёсткие требования быстрого и точного управления на высоких скоростях затрудняют настройку контроллеров, так как даже крошечные ошибки могут привести к «катастрофическим результатам».

Исследовательская группа утверждает, что они преодолели эти риски, позволив дронам проводить свои собственные учебные процедуры. В основе обучающего алгоритма лежит искусственная нейронная сеть, которая объединяет входные данные от бортовой камеры и датчиков и преобразует эту информацию непосредственно в команды управления.

Нейронная сеть обучается с помощью имитационных вариантов акробатических маневров, что исключает необходимость дорогостоящих демонстраций пилотом-человеком и риск повреждения квадрокоптера. Достаточно всего нескольких часов имитационной подготовки, и квадрокоптер готов к использованию, не требуя дополнительной доводки данных.

Алгоритм использует абстрагирование сенсорного ввода от моделирования и переносит его в физический мир. Этот подход может быть использован для большого количества разнообразных манёвров, в том числе таких, которые выполняются только самыми лучшими пилотами-людьми, утверждают члены команды.

Учёные утверждают, что их подход впервые позволяет автономному летательному аппарату выполнять широкий спектр акробатических манёвров, которые очень сложны даже для опытных пилотов-людей. Тем не менее исследователи признают, что пилоты-люди всё же пока ещё лучше, чем автономные беспилотники.

«Пилоты-люди могут быстро реагировать на неожиданные ситуации и изменения в окружающей обстановке, и быстрее приспосабливаются», – сказал Скарамуцца.

Но дроны, используемые для поисково-спасательных операций или для доставки грузов, выигрывают от того, что могут быстро и эффективно преодолевать большие расстояния. Поэтому акробатические маневры могли бы помочь быстрому изменению направления, чтобы вернуться на базу или при изменении маршрута.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~pTj6R
01.08.2025
В китайской космической отрасли популярно сочетание жёсткого государственного регулирования и активной частной инициативы. Компании из первого «лагеря» сталкиваются с трудностями управления и кадровыми проблемами, а вторые — с проблемами роста и техническими неполадками.
31.07.2025
Разногласия между президентом Трампом и основателем компании, производящей ракеты, поставили под угрозу многомиллиардные соглашения компании с правительством. Для правительства США разрыв с Илоном Маском легче объявить, чем сделать.
30.07.2025
Компания TOPODRONE анонсировала выход нового решения — PPK-апгрейда для дрона DJI Mini 4 PRO. Модуль интегрирован прямо в корпус БПЛА, что позволяет сохранить его компактные размеры, эргономичность и полный функционал, при этом превращая Mini 4 PRO в полноценный геодезический инструмент.
29.07.2025
Федеральное государственное унитарное предприятие «Космическая связь» анонсирует проведение в период с 2 по 3 октября 2025 года Госкорпорацией «Роскосмос» 30-й международной конференции Satcomrus, посвящённой вопросам развития спутниковой связи.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Киберугрозы как реальность сегодняшнего дня
В 2024 году в нашей стране было зарегистрировано более 765 тысяч правонарушений, совершённых с применением информационно-телекоммуникационных технологий, что составляет приблизительно 40% от общего объёма преступлений. Такие данные приводит новостной сайт Центра международной торговли со ссылкой на МВД РФ. В этом году их будет зарегистрировано ещё больше – можно ни разу не сомневаться. Цифровизация проникла во все сферы деятельности, сделав нашу жизнь продвинутой и комфортной – мы привыкли мгновенно оплачивать всё что хочешь через банковские приложения, управлять бизнесом в облаке, общаться в социальных сетях и одним кликом скупать содержимое маркетплейсов. Увы – вслед за этими удобствами идут массовые утечки персональных данных, промышленный шпионаж, репутационные риски, угрозы национальной безопасности и пр. Это не только экономические потери, но и серьёзные вызовы для государственного суверенитета и общественного доверия к цифровым системам.