Do thời lượng pin hạn chế, máy bay không người lái phải hoàn thành bất cứ nhiệm vụ nào (tìm kiếm những người sống sót trong khu vực xảy ra thảm họa, kiểm tra một tòa nhà, vận chuyển hàng hóa, ...) trong thời gian ngắn nhất có thể. Và chúng có thể phải làm điều đó bằng cách đi qua một loạt các điểm tham chiếu như cửa sổ, phòng hoặc các vị trí cụ thể để kiểm tra, áp dụng quỹ đạo tốt nhất, tăng hoặc giảm tốc phù hợp ở mỗi đoạn đường.

Các phi công lái máy bay chuyên nghiệp rất giỏi làm điều này và cho đến nay luôn làm tốt hơn các hệ thống tự hành trong các cuộc đua máy bay (cùng loại máy bay bốn cánh tương tự như máy bay không người lái). Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Zurich đã tạo ra một thuật toán có thể tìm ra quỹ đạo nhanh nhất để dẫn hướng một Quadrotor bay qua một loạt các điểm tham chiếu đã được tối ưu. Kết quả là máy bay không người lái đã đánh bại vòng đua nhanh nhất của hai phi công đẳng cấp thế giới trên một đường đua thử nghiệm.

Đây là thuật toán đầu tiên tạo ra quỹ đạo tối ưu về thời gian có thể xem xét đầy đủ các hạn chế của máy bay không người lái. Các công trình trước đây dựa trên sự đơn giản hóa của hệ thống Quadrotor hoặc mô tả đường bay cho máy bay, và do đó chúng chưa ở mức tối ưu. Ý tưởng chính của thuật toán mới là thay vì chỉ định chi tiết đường bay đến các điểm tham chiếu cụ thể, thuật toán mới chỉ yêu cầu máy bay không người lái đi qua tất cả các điểm tham chiếu, chứ không phải làm thế nào hoặc khi nào phải làm điều đó.

Trong cuộc đua này, hai phi công bay cùng một loại máy bay như Quadrotor trên cùng một một vòng đua. Các nhà nghiên cứu sử dụng các camera bên ngoài để ghi lại chính xác chuyển động của máy bay, cung cấp thông tin thời gian thực cho thuật toán về vị trí của máy bay không người lái vào bất kỳ thời điểm nào. Để đảm bảo sự so sánh công bằng, các phi công đã được tạo cơ hội để đào tạo về các vòng đua trước khi bắt đầu cuộc đua. Nhưng thuật toán đã chiến thắng: tất cả các vòng bay của nó đều nhanh hơn so với vòng bay của con người và hiệu suất cũng ổn định hơn. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì một khi thuật toán đã tìm ra quỹ đạo tốt nhất, nó có thể tái hiện nó một cách chính xác nhiều lần, trong khi điều này là rất khó đối với các phi công.

Một điểm hạn chế cần phải nhắc đến là hiện tại máy tính phải mất tới một giờ để tính toán quỹ đạo tối ưu về thời gian cho máy bay không người lái. Ngoài ra, máy bay không người lái dựa vào các camera bên ngoài để tính toán vị trí của nó vào bất kỳ thời điểm nào. Trong tương lai, các nhà khoa học muốn sử dụng camera trên máy bay. Nhưng việc chứng minh rằng một máy bay không người lái về nguyên tắc có thể bay nhanh hơn so với các phi công chuyên nghiệp là kết quả đầy hứa hẹn. Thuật toán này có thể có những ứng dụng lớn trong việc phân phối hàng hóa bằng máy bay không người lái, kiểm tra, tìm kiếm và cứu hộ, ... Chi tiết tham khảo tại:

Philipp Foehn, Angel Romero, Davide Scaramuzza. Time-optimal planning for quadrotor waypoint flight. Science Robotics, 2021; 6 (56): eabh1221 DOI: 10.1126/scirobotics.abh1221

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: contact@imc.org.vn   Website: http://imc.org.vn