Drone tự lái đã có thể chiến thắng trước các mẫu drone do con người điều khiển

Drone tự lái hứa hẹn sẽ sớm trở thành đối thủ đối với các mẫu drone do con người điều khiển

Các nhà nghiên cứu đang thử mọi cách để cải thiện hiệu suất của drone tự lái sao cho chúng đủ khả năng cạnh tranh với các mẫu drone do con người điều khiển.

Cần phải có một số kỹ năng để điều khiển một chiếc quadcopter bay qua không gian hạn chế với tốc độ cao. Nhưng bằng cách phát triển các thuật toán vượt trội hơn, chúng ta có thể mở ra một thế hệ drone tự lái với những khả năng đáng kinh ngạc.

Thông qua một thuật toán mới giúp vẽ đường bay hiệu quả hơn, các nhà khoa học tại Đại học Zurich tự tin tuyên bố có thể làm được điều đó.

Trong khoảng vài năm trở lại đây, cuộc đua drone tự lái đã từ một thú vui ngầm của những người đam mê drone trở thành một môn thể thao chuyên nghiệp, thậm chí còn có cả Giải đua drone không người lái. Trong mùa giải 2019, lần đầu tiên có một cuộc thi dành riêng cho các nhà phát triển drone tự lái có thể đọ sức với nhau và giành những giải thưởng tiền mặt quan trọng.

Mẫu drone tự lái do các nhà khoa học đến từ Đại học Delft, Hà Lan đã giành giải nhất trong sự kiện khai mạc. Nó nhanh hơn 12% so với mẫu drone tự lái nhanh nhất trong lĩnh vực này. Trong vòng tiền thưởng đặc biệt, nó chỉ thua một người điều khiển drone chuyên nghiệp Gabriel "Gab707" Kocher khoảng 5 giây.

Nhưng trong khoảng thời gian chưa đầy hai năm, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Zurich tuyên bố đã thu hẹp được khoảng cách này, mặc dù trong bối cảnh rất khác. Theo các nhà khoa học, các thuật toán trước đây của drone tự lái sẽ dựa trên sự đơn giản hóa của hệ thống quadcopter hoặc chính đường bay.

Thuật toán mới của các nhà khoa học đã cải thiện điều này bằng cách xem xét chính xác các giới hạn của drone và tính toán "quỹ đạo tối ưu về thời gian" giúp tăng tốc và giảm tốc phù hợp thông qua các khóa huấn luyện.

Tác giả nghiên cứu Davide Scaramuzza cho biết: "Tính mới của thuật toán này nằm ở việc đây là thuật toán đầu tiên tạo ra quỹ đạo tối ưu về thời gian, đồng thời xem xét đầy đủ các hạn chế của drone".

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh giá trị của thuật toán mới bằng cách sử dụng nó để điều hướng một chiếc quadcopter thực hiện một vòng đua. Camera ngoài được sử dụng để ghi lại chuyển động của drone tự lái và cung cấp cho nó thông tin thời gian thực về vị trí, sau đó thông báo cho thuật toán. Việc điều khiển chiếc quadcopter sau đó được giao cho hai phi công đua drone chuyên nghiệp. Họ là những người đã có thời gian thực hành trên sân đấu trước đó.

Tất cả các vòng hoàn thành bởi thuật toán đều nhanh hơn so với drone do con người điều khiển và cho hiệu suất ổn định hơn. Bởi một khi nó xác định được đường đi tối ưu trong suốt quá trình luyện tập, nó có thể lặp lại điều này một cách đáng tin cậy.

Các nhà khoa học cho biết đây là lần đầu tiên một chiếc quadcopter tự hành vượt trội hơn drone do con người lái. Tuy nhiên sẽ phải mất một thời gian nữa cho tới khi những người tham gia giải đấu Drone Racing League mới chịu khuất phục các thuật toán máy tính.

Điều này là do thuật toán không chỉ dựa vào các camera bên ngoài để đánh giá vị trí của nó trong suốt quá trình luyện tập. Nó thường sẽ mất khoảng 1 giờ để máy tính có thể tính toán quỹ đạo tối ưu về thời gian. Đây là hai yếu tố mà các nhà nghiên cứu đang tìm cách giải quyết trước khi thuật toán được đưa vào sử dụng thương mại. Một trong những giải pháp được tính đến, đó là giảm nhu cầu tính toán của thuật toán và sử dụng các camera tích hợp thay thế.

Nhưng thuật toán vẫn thể hiện một bước tiến quan trọng trong công nghệ phát triển drone tự lái trong tương lai. Mục tiêu khi nghiên cứu và chế tạo các mẫu drone tự lái, đó là tham gia vào các hoạt động tìm kiếm, cứu hộ, kiểm tra các tòa nhà hay vận chuyển hàng hóa. Nhưng bên cạnh đó, nó cũng phải đảm bảo đạt tốc độ, hiệu quả và độ tin cậy cao.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Advances mới đây.