SG.hu
Legyőzte az emberi drónpilótákat a mesterséges intelligencia
A Zürichi Egyetem létrehozta az első olyan autonóm rendszert, amely képes legyőzni az embert drónversenyzésben. Most először verte meg egy mesterséges intelligenciával működő nagy sebességű drón a világbajnok versenyzőket.
Az FPV, azaz első személyből nézett drónverseny egy olyan sport, ahol a versenyzők drónokat próbálnak meg minél gyorsabban végigvezetni egy akadálypályán. A pilóták távolról irányítják a drónokat, miközben a fejükön lévő szemüvegben azt látják, amit a drónra szerelt fedélzeti kamera lát. A Zürichi Egyetem és az Intel kutatócsoportja bejelentette, hogy kifejlesztettek egy Swift nevű autonóm drónrendszert, amely képes legyőzni az embereket ebben a játékban. Bár a mesterséges intelligencia korábban már legyőzte az embereket olyan játékokban, mint a sakk, a Go vagy akár a StarCraft, ez az első alkalom, hogy egy mesterséges intelligenciával működő rendszer felülmúlja az emberi pilótákat egy fizikai sportban.
A Zürichi Egyetem kutatói már évek óta próbálkoznak egy erre képes mesterséges intelligencia megalkotásával, de korábban egy speciális mozgásfelvevő rendszer segítségére volt szükségük a győzelemhez. Nemrégiben egy olyan autonóm áttöréssel álltak elő, amely nagyrészt a gépi látáson alapul, így a mesterséges intelligencia rendszer egyenrangúvá vált az emberi pilótával. A Swift három világklasszis emberi pilóta ellen versenyzett: a 2019-es Drone Racing League bajnoka, Alex Vanover, a 2019-es MultiGP Drone Racing bajnoka, Thomas Bitmatta és a háromszoros svájci bajnok Marvin Schaepper ellen.
Megoldásuk az emberi versenyzők által használt kamerákhoz hasonló, valós idejű adatokat gyűjtő fedélzeti kamerát használ. Emellett egy integrált inerciális mérőegységet is tartalmaz, amely méri a drón gyorsulását és sebességét. Egy mesterséges neurális hálózat feldolgozza ezeket az adatokat, hogy meghatározza a drón helyzetét a térben és azonosítsa a versenykapukat a pályán. Ezt az információt aztán egy szintén mély neurális hálózaton alapuló vezérlőegység arra használja fel, hogy kiválassza a legjobb irányt a versenypálya minél gyorsabb teljesítéséhez. A csapat a mesterséges intelligenciamodellt gépi tanulással képezte ki egy szimulált környezetben, ahol a rendszer próbálgatással és a hibák korrigálásával javította magát.
A versenyek 2022. június 5. és június 13. között zajlottak egy speciálisan kialakított pályán, amely egy 25 x 25 méteres területet fedett le. A pálya hét négyzet alakú kapuból állt, amelyeken minden körben sorrendben kellett áthaladni. A verseny megnyeréséhez a versenyzőnek három egymást követő kört kellett teljesítenie az ellenfele előtt. Az autonóm drónok csak a fedélzeti mérésekre támaszkodhattak, külső infrastruktúra, például mozgásérzékelő rendszerek támogatása nélkül. A pálya olyan kihívást jelentő manővereket is tartalmazott, mint például a "Split-S", amely "egy akrobatikus mozdulat, amely a drón félfordulatából és egy ereszkedő félkör teljes sebességgel történő végrehajtásából áll" - írja az UZH.
A Swift több győzelmet is szerzett az emberi bajnokok ellen, sőt, a leggyorsabb kört is ő könyvelte el, fél másodperces előnnyel végzett a legjobb emberi pilóta előtt. A kutatók megjegyezték azonban, hogy a mesterséges intelligencia rendszer az általánosítás és az alkalmazkodóképesség terén korlátokat mutatott, és küszködött, amikor a körülmények eltértek a betanítottaktól, például a fényviszonyok megváltozása miatt. Összességében a verseny megmutatta, hogy bár a mesterséges intelligencia jelentős előrelépéseket tett a fizikai környezetben való navigálás terén, az emberi pilóták még mindig előnyben vannak az alkalmazkodóképesség és a változó körülményekre való reagálás terén.
A csapat szerint az új technológiának számos lehetséges valós alkalmazása van. Scaramuzza, az UZH Robotika és észlelés csoportjának vezetője szerint a drónok gyorsabb repülése növeli azok hasznosságát a korlátozott akkumulátor-kapacitásuk miatt. A Swift képességei az erdőmegfigyelésben, az űrkutatásban és a filmiparban találhatnak alkalmazást, ahol a gyorsan mozgó drónokkal akciójeleneteket lehetne forgatni. Emellett a technológia hasznos lehet a kereső- és mentőakciókban, ahol a drónoknak gyorsan kell nagy területeket lefedniük.
Az FPV, azaz első személyből nézett drónverseny egy olyan sport, ahol a versenyzők drónokat próbálnak meg minél gyorsabban végigvezetni egy akadálypályán. A pilóták távolról irányítják a drónokat, miközben a fejükön lévő szemüvegben azt látják, amit a drónra szerelt fedélzeti kamera lát. A Zürichi Egyetem és az Intel kutatócsoportja bejelentette, hogy kifejlesztettek egy Swift nevű autonóm drónrendszert, amely képes legyőzni az embereket ebben a játékban. Bár a mesterséges intelligencia korábban már legyőzte az embereket olyan játékokban, mint a sakk, a Go vagy akár a StarCraft, ez az első alkalom, hogy egy mesterséges intelligenciával működő rendszer felülmúlja az emberi pilótákat egy fizikai sportban.
A Zürichi Egyetem kutatói már évek óta próbálkoznak egy erre képes mesterséges intelligencia megalkotásával, de korábban egy speciális mozgásfelvevő rendszer segítségére volt szükségük a győzelemhez. Nemrégiben egy olyan autonóm áttöréssel álltak elő, amely nagyrészt a gépi látáson alapul, így a mesterséges intelligencia rendszer egyenrangúvá vált az emberi pilótával. A Swift három világklasszis emberi pilóta ellen versenyzett: a 2019-es Drone Racing League bajnoka, Alex Vanover, a 2019-es MultiGP Drone Racing bajnoka, Thomas Bitmatta és a háromszoros svájci bajnok Marvin Schaepper ellen.
Megoldásuk az emberi versenyzők által használt kamerákhoz hasonló, valós idejű adatokat gyűjtő fedélzeti kamerát használ. Emellett egy integrált inerciális mérőegységet is tartalmaz, amely méri a drón gyorsulását és sebességét. Egy mesterséges neurális hálózat feldolgozza ezeket az adatokat, hogy meghatározza a drón helyzetét a térben és azonosítsa a versenykapukat a pályán. Ezt az információt aztán egy szintén mély neurális hálózaton alapuló vezérlőegység arra használja fel, hogy kiválassza a legjobb irányt a versenypálya minél gyorsabb teljesítéséhez. A csapat a mesterséges intelligenciamodellt gépi tanulással képezte ki egy szimulált környezetben, ahol a rendszer próbálgatással és a hibák korrigálásával javította magát.
A versenyek 2022. június 5. és június 13. között zajlottak egy speciálisan kialakított pályán, amely egy 25 x 25 méteres területet fedett le. A pálya hét négyzet alakú kapuból állt, amelyeken minden körben sorrendben kellett áthaladni. A verseny megnyeréséhez a versenyzőnek három egymást követő kört kellett teljesítenie az ellenfele előtt. Az autonóm drónok csak a fedélzeti mérésekre támaszkodhattak, külső infrastruktúra, például mozgásérzékelő rendszerek támogatása nélkül. A pálya olyan kihívást jelentő manővereket is tartalmazott, mint például a "Split-S", amely "egy akrobatikus mozdulat, amely a drón félfordulatából és egy ereszkedő félkör teljes sebességgel történő végrehajtásából áll" - írja az UZH.
A Swift több győzelmet is szerzett az emberi bajnokok ellen, sőt, a leggyorsabb kört is ő könyvelte el, fél másodperces előnnyel végzett a legjobb emberi pilóta előtt. A kutatók megjegyezték azonban, hogy a mesterséges intelligencia rendszer az általánosítás és az alkalmazkodóképesség terén korlátokat mutatott, és küszködött, amikor a körülmények eltértek a betanítottaktól, például a fényviszonyok megváltozása miatt. Összességében a verseny megmutatta, hogy bár a mesterséges intelligencia jelentős előrelépéseket tett a fizikai környezetben való navigálás terén, az emberi pilóták még mindig előnyben vannak az alkalmazkodóképesség és a változó körülményekre való reagálás terén.
A csapat szerint az új technológiának számos lehetséges valós alkalmazása van. Scaramuzza, az UZH Robotika és észlelés csoportjának vezetője szerint a drónok gyorsabb repülése növeli azok hasznosságát a korlátozott akkumulátor-kapacitásuk miatt. A Swift képességei az erdőmegfigyelésben, az űrkutatásban és a filmiparban találhatnak alkalmazást, ahol a gyorsan mozgó drónokkal akciójeleneteket lehetne forgatni. Emellett a technológia hasznos lehet a kereső- és mentőakciókban, ahol a drónoknak gyorsan kell nagy területeket lefedniük.