四軸飛行器進(jìn)行特技飛行極具挑戰(zhàn)性

科學(xué)家們開發(fā)了出一種四旋翼直升機(jī)，即四軸飛行器，它可以學(xué)習(xí)即使對人類駕駛員也有難度的特技飛行動作。

這個(gè)與美國科技巨頭英特爾合作開發(fā)的無人機(jī)采用了導(dǎo)航算法，可以利用機(jī)載傳感器的測量數(shù)據(jù)自動完成飛行動作。

在演示中，研究人員飛過筋斗，滾筒和翻轉(zhuǎn)等特技動作，在此期間，無人機(jī)會受到較大的推力和極高的角加速度。

研究團(tuán)隊(duì)稱，具有完成棘手特技能力的無人機(jī)在常規(guī)操作中將更有效率。

它的能力可以發(fā)揮到極限，充分利用敏捷性和速度，并在續(xù)航時(shí)間內(nèi)飛行更遠(yuǎn)的距離。

無人機(jī)背后的算法在現(xiàn)實(shí)世界中可以用于完成救援任務(wù)或運(yùn)送服務(wù)。

在商業(yè)環(huán)境中，可以自信地執(zhí)行高速技巧和特技的送貨無人機(jī)能夠躲開潛在的障礙，從而更快地到達(dá)目的地。

蘇黎世大學(xué)機(jī)器人學(xué)教授兼機(jī)器人與感知小組負(fù)責(zé)人Davide Scaramuzza表示：“這項(xiàng)導(dǎo)航技術(shù)使我們距離‘將無人機(jī)融入日常生活’更近一步?！?/p>

“我們的算法學(xué)習(xí)了如何完成即使對于最優(yōu)秀的飛行員來說也具有挑戰(zhàn)性的特技飛行動作?！?/p>

自從人類開始飛行以來，飛行員就使用飛行特技來測試飛機(jī)的極限，而無人機(jī)也是如此。

基于視覺的無人機(jī)，具有機(jī)載傳感和計(jì)算功能，能夠自主進(jìn)行翻轉(zhuǎn)等技巧

然而，用四軸飛行器進(jìn)行特技飛行極具挑戰(zhàn)性，無人機(jī)駕駛員需要多年的實(shí)踐才能安全地做到這一點(diǎn)，而又不會損害硬件，自身或他人。

迅速、精確控制的苛刻要求使調(diào)節(jié)控制器變得困難，因?yàn)榧词故呛苄〉腻e(cuò)誤也會導(dǎo)致“災(zāi)難性的后果”。

研究小組表示，通過讓無人機(jī)自己執(zhí)行培訓(xùn)程序，他們已經(jīng)克服了這些風(fēng)險(xiǎn)。

該算法的核心是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它將來自機(jī)載攝像頭和傳感器的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，并將此信息直接轉(zhuǎn)換為控制命令。

飛行參考軌跡

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來自特技飛行動作的模擬版本，從而節(jié)省了昂貴的人工演示費(fèi)用，消除了四軸飛行器損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

僅需幾個(gè)小時(shí)的模擬訓(xùn)練，四軸飛行器就可以使用了，而無需用數(shù)據(jù)進(jìn)行額外的微調(diào)。

該算法會把飛行模擬的傳感數(shù)據(jù)提取出來，將其傳輸?shù)轿锢硎澜纭?/p>

該小組稱，這種方法可以用于多種多樣的特技飛行動作，包括那些只有最優(yōu)秀的飛行員才能完成的動作。

但是，研究人員承認(rèn)，人類飛行員仍然優(yōu)于自動駕駛的無人機(jī)。

Scaramuzza表示：“人類飛行員可以快速處理突發(fā)情況和周圍環(huán)境的變化，并且調(diào)整速度更快?！?/p>

但是在用于搜索和救援任務(wù)或運(yùn)送服務(wù)時(shí)，無人機(jī)能快速高效長距離飛行的優(yōu)勢就得以體現(xiàn)——如果需要進(jìn)行另一次接送，或者重新計(jì)算行程，特技飛行訓(xùn)練可以幫助無人機(jī)迅速改變方向，返回基地。
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