Für blitzschnelle Drohnen Hinzufügen eines Vogels Intuition

Wie bist du in der Lage, durch einen dichten Wald oder Menge, maximieren Ihre Geschwindigkeit unter Vermeidung einer Kollisionskurs zu bewegen? Intuition – etwas nicht einfach Computer programmiert.

Dieses Merkmal fehlt, navigieren nicht Roboter Hindernis durchzogenen Umgebungen fast so schnell wie Lebewesen können noch so schnell wie Robotiker oder des Militärischen Abschirmdienstes möchten. Wie es aussieht, ist es der einfachste Weg, die Geschwindigkeit von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) oder Drohnen, zu maximieren, so schnell wie möglich zu gehen und trotzdem in der Lage, innerhalb der Länge von ihrem Sichtfeld zu stoppen. Beispielsweise wenn ihre Sensoren Hindernisse bis zu erkennen können müssen 100 Meter weiter, dann werden sie Abbremsen innerhalb 100 Meter auf Null können.

Aber Lebewesen viel besser machen können. Aus diesem Grund teamed Robotiker und Luftfahrt-Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology Biologen an der Harvard University, das Verhalten eines von der Natur am besten Wald-Flyer, ein Vogel der nördlichen Habicht genannt modellieren oben mit. Mit den Reflexen einer Feder Falle Reißverschlüsse diese Raptor durch Wälder mit halsbrecherischer Geschwindigkeit kontinuierlich anpassen seiner Flugbahn zur Vermeidung von Kollisionen mit Bäumen und durch überlegene Flug Fähigkeiten, die Vögel und kleine Säugetiere, auf denen es Beute, zu fangen.

Das Team hat berechnet, dass die theoretische Höchstgeschwindigkeit der Habicht in jeder gegebenen Umgebung um einen Absturz zu vermeiden beachten muss. Sie hoffen, das es ihnen ermöglichen, vogelartigen UAVs zu entwickeln, die Streifen können, durch Wälder und Häuserschluchten auf viel schnellere Geschwindigkeiten als sie heute in der Lage sind.

Emilio Frazzoli, Associate Professor für Luft- und Raumfahrttechnik am MIT, die in der neuen Forschung engagiert, sagte der nördlichen Habicht nicht gesetzt, wird seine Geschwindigkeit basierend auf was es sofort sehen kann. Vielmehr misst der Vogel die Dichte der Bäume in seiner Umgebung zu erahnen, wie schnell er fliegen kann, gegeben, dass Wald-Dichte, so dass es immer eine Öffnung durch die Bäume finden kann. [Wie navigieren Vögel]

Menschen tun das gleiche wenn Skifahren (Abfahrt), Frazzoli hingewiesen. "Beim Skifahren abseits der Pfade, Sie nicht in einer Weise, die Sie immer vor dem ersten Baum stoppen können, sehen Sie ski. Sie Ski fahren und sehen Sie eine Öffnung, und dann Vertrauen Sie, dass wenn Sie dorthin gehen, Sie werden sehen, eine weitere Öffnung und weitermachen können", sagte er in einer Pressemitteilung.

Um die Beziehung zwischen der Habicht Flightspeed und die Dichte des umgebenden Waldes zu bestimmen, erstellt die Forscher eine mathematische Gleichung, Position und Geschwindigkeit des Vogels zu vertreten. Sie arbeitete dann ein Modell der statistischen Verteilung der Bäume in einem Wald, so dass die Größe, Form und Abstand der einzelnen Bäume variieren dabei der Gesamtdichte dasselbe.

Mit diesem Modell waren Frazzoli und seine Kollegen in der Lage, die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass ein Vogel mit einem Baum kollidieren würde, während des Fluges mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Das Team gefunden, dass für jede gegebene Wald Dichte gibt es eine kritische Geschwindigkeit über der der Vogel schließlich abstürzen wird. Unterhalb dieser Geschwindigkeit, der Vogel hat eine "unendliche kollisionsfreien Flugbahn" – Es könnte theoretisch fliegen ohne Zwischenfälle für immer.

Um festzustellen, ob die theoretischen Geschwindigkeitsbegrenzungen, die sie berechnet tatsächlich in der Natur tragen, sind MIT Ingenieuren in Zusammenarbeit mit Biologen an der Harvard University, die Vögel zu beobachten, wie sie durch Überladen Umgebungen zu fliegen. So weit, vorläufige Vergleiche zwischen Theorie und Experiment im Falle von Tauben "sehr ermutigend", sagte Frazzoli.

Wenn andere Vögel bestätigt, der gleiche Algorithmus verwendet werden könnte, fliegende Roboter zur Verbesserung ihrer Manövrierfähigkeit zu programmieren, sagte Frazzoli. Erhalten einige allgemeine Informationen über die Dichte von Hindernissen in einer bestimmten Umgebung, konnte eine unbemannte Luftbild Drohne automatisch die maximale Geschwindigkeit unten bestimmt, die es sicher zu fliegen.

Die Ergebnisse bis zu diesem Punkt werden in einem Papier auf der IEEE Conference on Robotics and Automation detailliert. Als nächstes kommt der Forscher Plan zu sehen, wie weit Menschen die theoretische Höchstgeschwindigkeiten. Frazzoli und seine Kollegen entwickeln ein Erstperson fliegenden Spiel zu testen, wie gut Menschen durch einen simulierten Wald bei hohen Geschwindigkeiten navigieren können.

"Wir wollen Menschen zu spielen und wir holen nur Statistiken", sagte Frazzoli. "Und ist die Frage, wie die theoretische Grenze in der Nähe kann bekommen wir?"

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