Автономный дрон соревновался с чемпионами по гонкам на дронах и победил. Победу можно объяснить изобретательностью и искусственным интеллектом, который учится в основном методом проб и ошибок.“

 

Этот вид спорта — гонки с видом от первого лица, в которых люди в гарнитурах виртуальной реальности управляют своими дронами, используя изображения с бортовых камер. .

Система искусственного интеллекта, называемая Swift, реагирует в режиме реального времени на данные, собранные бортовой камерой, так же, как люди, хотя она получает дополнительные данные от встроенного IMU (инерциального единица измерения).

"Swift обучался в моделируемой среде, где он учился летать методом проб и ошибок, используя «[глубокое] обучение с подкреплением», — сообщают в университете. «Использование моделирования помогло избежать уничтожения нескольких дронов на ранних этапах обучения».

“Чтобы последствия действий в симуляторе были максимально приближены к реальным, мы разработали метод оптимизации симулятора на реальных данных, », — сказала исследователь из Цюриха Элия Кауфманн.

Дальнейшее обучение включало автоматическое управление настоящим дроном и передачу в процесс обучения данных бортовой камеры и IMU, а также дополнительную информацию, собранную из внешней системы отслеживания положения – система отслеживания, которая не использовалась во время гонок.

Гонки

Гонки, состоявшиеся в 2022 году, проходили на трассе длиной 75 м, спроектированной профессиональным гонщиком дронов, сообщили в университете, ограниченной семью квадратными воротами, через которые должны были пройти дроны. все это внутри объема 30 x 30 x 8 м.

У людей была неделя на тренировки на трассе, и они:

Алекс Вановер – чемпион мира Drone Racing League 2019 года.
Томас Битматта – двукратный чемпион международного открытого чемпионата мира MultiGP
Марвин Шеппер – трехкратный чемпион Швейцарии.

В каждой гонке одновременно летали два дрона: один управлялся человеком, а другой — искусственным интеллектом. Побеждает тот, кто первым проедет три круга.

Свифт немного проиграл, но выиграл больше у каждого из людей. У него был самый быстрый круг: Вановер отставал на полсекунды и показал самый быстрый круг среди людей.

«С другой стороны, — заявили в университете, — пилоты-люди оказались более адаптируемыми, чем автономные дроны, которые терпели неудачу, когда условия отличались от тех, для которых их готовили — для например, если в комнате слишком много света».

ИИ подробно описан в статье журнала Nature «Гонки дронов на уровне чемпиона с использованием глубокого обучения с подкреплением», которую можно прочитать полностью бесплатно.

Согласно этой статье, Swift состоит из двух модулей: системы восприятия, которая преобразует высокомерную визуальную и инерциальную информацию в низкоразмерное представление, а затем политики управления, которая принимает эту информацию. представление и выдает команды управления – последняя представляет собой нейронную сеть прямого распространения, обученную с глубоким подкреплением.