2020. január 23., csütörtök, Zelma, Rajmund napja
Külföld, Tudomány
A cikk emailben történő elküldéséhez kattintson ide, vagy másolja le és küldje el ezt a linket: https://www.magyaridok.hu/tudomany/akadalykerulo-dronok-3327731/

Akadálykerülő drónok

Az ELTE kutatói a nagy egyedszámú drónrajok önszerveződő repüléséről jelentettek meg címlapfotós közleményt a Science Robotics júliusi számában. Kísérle­teik során biológiai motivációjú algoritmusokat és az evolúció elvét használták az új, csoportos drónvezérlés megalkotásához.

A világban ma már több millió drón repked, és szinte mindegyikhez tartozik egy földi pilóta. Az ELTE kutatói olyan drónokat fejlesztettek, amelyek nagy méretű rajokba csoportosulva megszabadulhattak a földi irányítástól: a drónok egymással beszélgetve repülnek közös céljuk felé, úgy kerülve el az akadályokat, akárcsak a madarak.

Az ELTE Biológiai Fizika Tanszék és az MTA–ELTE Biológiai és Statisztikus Fizikai Kutatócsoport drónrajos kutatási eredményei először 2014-ben járták be a világot. A Vicsek Tamás vezette kutatócsapat építette a világ első, tíz egyedből álló kültéri, önszerveződő kvadrokopterflottáját – az úttörő eredményről a Nature számolt be.

Hosszú expozíciós idejű felvétel a rajról. Koccanások nélkül tudták le a teszteket
Fotó: Bézsenyi Zsolt

A drónok akkor négy forgólapáttal repültek, GPS-jeleket használtak, rádiójelekkel kommunikáltak, saját repülési terveiket előre kiszámították. A magyar kutatók a kollektív mozgás biológiai szabályszerűségeit használták annak érdekében, hogy természetes körülmények között repülő, dinamikus gépi rajt hozzanak létre.

A csapat most – tájékoztatott az ELTE – a Vrije Universiteit Amsterdam magyar származású professzorával, Ágoston E. Eibennel egészült ki, aki a drónok megújult vezérlő algoritmusát evolúciós stratégiákkal optimalizálta. A kutatóknak terepen harminc, valósághű szimulációban pedig akár ezer nagy sebességű drón szoros együttműködését sikerült ütközésmentesen megvalósíta­niuk, akadályokkal teli környezetben.

– Több drónunk is lehetne, ám ennek anyagi és logisztikai korlátai is vannak. Az ezerdrónos szimulációkat csak néhányszor futtattuk, megnézve, hogy ekkora egyedszámra is működik-e minden. Az elv jó, de ahogy a cikkben is kifejtjük, az egyedszám növekedésével előfordulhatnak kritikus helyzetek: ilyen például a sarkokba szorított egyedek körül felhalmozódó „nyomás”.

Ez természetes jelenség. Focimeccsek nézőterén, a black friday akciók alkalmával bevásárlóközpontokban kialakuló tömegben ezért halnak meg néha emberek – tájékoztatta lapunkat Vásárhelyi Gábor, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékén működő robotikai labor vezetője.

A kísérletek során öt méter volt az a minimális biztonsági távolság, amit tartani akartak a drónok között, hogy ne legyenek ütközések. A teszteket koccanások nélkül letudták. Ezt részben annak köszönhették, hogy a szimulációs keretrendszerükben igyekeztek minden valós „veszélyforrást” és bizonytalanságot pontosan modellezni, hogy előre felkészülhessenek a nehezebb helyzetekre.

A vezérlést biztosító algoritmus az élőlények csoportos mozgását leíró modellek alapvető összetevőit egészíti ki drónspecifikus mozgásjellemzőkkel és bizonyos fokú intelligens útvonaltervezéssel. Vásárhelyi Gábortól megtudtuk, hogy a modell sokféle élőlény megfigyeléséből „összeollózott”, a drónok tulajdonságait figyelembe vevő, esetenként a természetes lehetőségeket meghaladó megoldás.

Az ELTE Biológiai Fizika Tanszékén az elmúlt évtizedben vizsgáltak kutyákat, galambokat, sejteket, patkányokat, gólyákat, ragadozómadarakat, vadlovakat és embereket is. Emellett más kutatóknak a csoportos mozgással kapcsolatos tapasztalatait is felhasználták.

A bonyolult vezérlő algoritmus számos paraméterét menet közben optimalizálták az adott feladathoz. Ebben az esetben a repülési paramétereket hangolták: futtattak 100 különböző véletlenszerű szimulációt, kiválasztották a legjobbakat (szelekció), kicsit elkenték a paramétereiket (mutáció), és újrafuttatták, amíg kellően jó megoldás született. A munka során az ELTE szuperszámítógépeit használták, mert az evolúciós optimalizáció hatalmas számítási kapacitást igényel.

A robotikai rendszerek intelligenciá­ja világszerte szédületes ütemben fejlődik, ezt a jelenlegi kutatás a csoportos intelligencia szintjére emeli. Ha az önvezető autók mintájára az önvezető drónok is térhódításnak indulhatnak, a pilóta nélküli, csoportos feladatmegoldásnak számos érdekes és hasznos alkalmazása nyílhat meg például a mezőgazdaság, a természetvédelem, a katasztrófavédelem, a vagyonvédelem vagy akár a csomag- és utasszállítás területén is.

2019. február 6-tól a Magyar Nemzet néven jelenünk meg. Az oldal elérhetősége www.magyarnemzet.hu. Ha a Magyar Nemzet mérvadó híreit szeretné e-mailben megkapni, nincs más teendője, mint (február hatodika után) IDE kattintva feliratkozni hírlevelünkre, mi pedig napi két e-mailben elküldjük Önnek legfontosabb cikkeinket. (A szolgáltatás továbbra is ingyenes marad!)

Kiemelt

Tükörkép
Talán nem könnyelmű kijelentés minden idők legnépszerűbb szabadidős elfoglaltságának nevezni a kártyázást. Napjainkban is tízmilliók ülnek a kártyaasztalokhoz.

Poszt-trauma

„Celebügyvéd” bosszankodik Orbán Viktor miatt
Persze csak mint „független”.

Poszt-trauma

A fake news média hatalmas pofont kapott
Kezdhetnek félni a ballib hírhamisítók.

Poszt-trauma

Az ECHO TV munkatársa helyre tette a kekeckedő jobbikosokat
Így maradnak érv nélkül, ha értelmes beszélgetőtárssal találják szemben magukat.

Poszt-trauma

Lukácsi hangján szólalt meg Beer
A püspök szerint nemes célok vezérlik a ballibeket?

Hirdetés

Vissza az oldal tetejére

Oldalainkon sütiket használunk a jobb működés érdekében. Adatvédelmi nyilatkozatunkból tájékozódhat az Ön adatainak védelméről. Adatvédelmi nyilatkozatunkat itt olvashatja el.