تیمی از محققان دانشگاه زوریخ و اینتل اعلام کردند که یک سیستم پهپاد مستقل به نام سوئیفت توسعه داده‌اند که می‌تواند قهرمانان انسان را در مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین دید اول شخص (FPV) شکست دهد. در حالی که هوش مصنوعی قبلاً در بازی‌هایی مانند شطرنج، Go و حتی StarCraft بر انسان‌ها برتری داشته است، ممکن است این اولین باری باشد که یک سیستم هوش مصنوعی از خلبانان انسان در یک ورزش فیزیکی بهتر عمل می‌کند.

مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین FPV

مسابقه هواپیماهای بدون سرنشین FPV ورزشی است که در آن رقبا سعی می‌کنند هواپیماهای بدون سرنشین پرسرعت را با حداکثر سرعت ممکن از طریق یک مسیر با مانع هدایت کنند. خلبان‌ها پهپادها را از راه دور کنترل می‌کنند در حالی که هدستی به سر می‌برند که از یک دوربین آنبورد فید ویدیویی می‌دهد و دید اول شخص را از منظر پهپاد به آن‌ها می‌دهد.

محققان دانشگاه زوریخ (UZH) سال‌ها در تلاش بودند تا یک خلبان پهپاد ایده‌آل مجهز به هوش مصنوعی بسازند، اما قبلاً برای پیروزی به کمک یک سیستم ضبط حرکت ویژه نیاز داشتند. اخیراً، آنها به یک پیشرفت مستقل که عمدتاً مبتنی بر بینایی ماشین است، دست یافته‌اند و سیستم هوش مصنوعی را با خلبان انسان در وضعیتی یکنواخت‌تر قرار می‌دهد.

راه‌حل آنها، سوئیفت، از داده‌های بی‌درنگ جمع‌آوری‌شده توسط دوربینی مشابه با دوربین‌های مسابقه‌ای انسانی استفاده می‌کند. همچنین دارای یک واحد اندازه گیری اینرسی یکپارچه است که شتاب و سرعت پهپاد را اندازه گیری می‌کند. یک شبکه عصبی مصنوعی این داده‌ها را برای بومی سازی پهپاد در فضا و شناسایی دروازه‌های مسابقه در مسیر پردازش می‌کند. این اطلاعات سپس توسط یک واحد کنترل، که همچنین مبتنی بر یک شبکه عصبی عمیق است، برای انتخاب بهترین مسیر عمل برای تکمیل مدار مسابقه در سریع ترین زمان ممکن استفاده می‌شود. این تیم مدل هوش مصنوعی را با استفاده از یادگیری تقویتی در یک محیط شبیه‌سازی شده آموزش دادند، جایی که سیستم خود را با آزمون و خطا آموزش داد.

سوئیفت با سه خلبان انسانی در کلاس جهانی رقابت کرد: قهرمان لیگ مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین در سال 2019، الکس وانور، قهرمان مسابقات MultiGP مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین در سال 2019، توماس بیتماتا، و قهرمان سه بار سوئیسی، ماروین شپر.

سوئیفت (آبی) رو در رو با الکس وانوور، قهرمان لیگ جهانی مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین 2019 (قرمز) مسابقه می‌دهد. این مسیر شامل هفت دروازه مربع است که باید در هر دور به ترتیب عبور کرد. برای برنده شدن در یک مسابقه، یک رقیب باید سه دور متوالی را قبل از حریف خود طی کند. نمای نزدیک از سوئیفت، که با LED های آبی روشن می‌شود، و یک هواپیمای بدون سرنشین هدایت شونده انسان، که با LED های قرمز روشن می‌شود. پهپادهای خودکار مورد استفاده در این مسابقه. کار فقط به اندازه‌گیری‌های حسی درونی متکی است، بدون پشتیبانی از زیرساخت‌های خارجی، مانند سیستم‌های ضبط حرکت. از چپ به راست: توماس بیتماتا، ماروین شاپر، و الکس وانور در حال مسابقه با پهپادهای خود در مسیر هستند. هر خلبان یک هدست می‌پوشد. که یک جریان ویدیویی را نشان می‌دهد که در زمان واقعی از دوربین هواپیمای آنها منتقل می‌شود.

این مسابقات بین 5 ژوئن 2022 و 13 ژوئن 2022، در مسیری با طراحی ویژه برگزار شد که مساحتی به وسعت 25 در 25 متر را پوشش می‌داد و دارای هفت دروازه مربع بود که پهپادها برای تکمیل یک دور باید به ترتیب خاصی از آنها عبور می‌کردند. به گزارش UZH، این مدار همچنین شامل مانورهای چالش برانگیز مانند “Split-S” بود، که “یک ویژگی آکروباتیک است که شامل نیم چرخاندن پهپاد و اجرای نیم حلقه نزولی با سرعت کامل است.”

سوئیفت چندین پیروزی را در برابر قهرمانان انسانی به دست آورد و حتی سریعترین دور را به ثبت رساند و با برتری نیم ثانیه از بهترین خلبان انسان به پایان رسید. با این حال، اشاره شد که سیستم هوش مصنوعی محدودیت‌هایی در تعمیم و سازگاری نشان می‌دهد و زمانی که شرایط متفاوت از شرایطی که برای آن آموزش دیده بود، مانند تغییر در نور، با مشکل مواجه می‌شد. به طور کلی، این مسابقه نشان داد که در حالی که هوش مصنوعی پیشرفت‌های قابل توجهی در جهت یابی محیط های فیزیکی داشته است، خلبانان انسانی همچنان در سازگاری و پاسخ به شرایط متغیر برتری دارند.

تیم تحقیقاتی پشت سیستم هوش مصنوعی جدید پهپاد شامل الیا کافمن، لئونارد بائرسفلد، آنتونیو لوکرسیو، ماتیاس مولر، ولادلن کولتون و دیوید اسکاراموزا است. آنها نتایج خود را در روز چهارشنبه در مقاله نیچر با عنوان “مسابقه با هواپیماهای بدون سرنشین در سطح قهرمان با استفاده از یادگیری تقویتی عمیق” منتشر کردند.

به گفته تیم، این فناوری جدید چندین کاربرد بالقوه در دنیای واقعی دارد. Scaramuzza، رئیس گروه رباتیک و ادراک در UZH، می‌گوید که پرواز پهپادهای سریع‌تر به دلیل ظرفیت باتری محدود، کاربرد آنها را افزایش می‌دهد. قابلیت‌های سوئیفت می‌تواند کاربردهایی در نظارت بر جنگل، اکتشاف فضا و صنعت فیلم پیدا کند، جایی که پهپادهای سریع‌السیر می‌توانند صحنه‌های اکشن را فیلم‌برداری کنند. علاوه بر این، این فناوری می‌تواند در مأموریت‌های جستجو و نجات که پهپادها باید مناطق وسیعی را به سرعت پوشش دهند، مفید باشد.

در حین بررسی فضای اجتماعی آنلاین، واضح است که کار UZH با هواپیماهای بدون سرنشین دیگران را تحت تاثیر قرار داده است. در هکرنیوز، کاربری که خود را مشاوری معرفی می‌کند که در گذشته نرم‌افزار رایانه‌ای را برای مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین توسعه داده است، گفت: “خیلی خوشحالم که می‌بینم این تیم از UZH به فشار دادن پاکت ادامه می‌دهد و اکنون قهرمانان انسان را شکست می‌دهد. اگر تیم را دیدید و آنچه که آنها در کمتر از یک سال موفق شدند، واضح بود که آنها بسیار با استعداد هستند و مسابقه‌های انسانی کارشان را به پایان رساندند تا جلوتر بمانند.”

admin