Группа ученых из Корнелльского университета (США) разработала летающего робота, способного ориентироваться в лесу, в туннелях или внутри зданий, что может иметь огромное значение во время поисково-спасательных операциях.
Малые летательные аппараты, управляемые с помощью GPS, стали уже обычным делом. Оставалось решить самую трудную часть конструкторской задачи – как сохранить механизм, чтобы он не врезался в стены или задел ветви деревьев. Человек, управляющий таким аппаратом на расстоянии, не всегда может достаточно быстро реагировать на препятствия, а радиосигналы не везде могут дойти до робота.
Руководитель группы, доцент кафедры компьютерных наук Ашатош Саксена, и его команда провели тест, используя уже имеющийся в продаже летательный аппарат – четырехроторный вертолет размером с карточный стол, который управляется дистанционно. Они запрограммировали его для самостоятельного полета по институтским коридорам и лестничным клеткам с использованием 3D-камеры.
Поскольку камеры вертолета недостаточно чувствительны и плохо “видят” на большие расстояния, Саксена запрограммировал систему управления летательным аппаратом, используя ранее разработанные методы – превращение плоского изображения видеокамеры в 3D-модель окружающей среды.
Аспиранты доцента Саксены взяли на себя обучение робота при помощи 3D-фотографий таким препятствиям, как ветви деревьев, столбы, заборы и контуры зданий. Робот учится учитывать все доступные характеристики изображения – цвет, форму, текстуру и контекст – то есть, например, какую-нибудь коробку, прикрепленную к дереву.
Набор правил для принятия решений заранее “прошивается” в чип, до того, как робот полетит. В движении робот разбивает изображения окружающего пространства на небольшие фрагменты в границах зоны видимости и решает, какие из них являются препятствиями.
Затем машина прокладывает курс, чтобы, минуя препятствия, добраться как можно более коротким путем к конечной точке маршрута, постоянно внося коррективы в свой полет, по мере изменения обстоятельств. Было проведено 53 автономных полета в непростых условиях с множеством препятствий, включая знаменитый Арт-Квадрат – двор университета. Успех сопутствовал роботу в 51 случае, а два раза помешал ветер.