Альбатросы и беспилотники: человеку есть что позаимствовать у природы

Такие предприниматели, как Марк Цукерберг, хотели бы летать, как альбатрос. Инициатива основателя Facebook была направлена на предоставление беспроводного Интернета развивающимся странам с помощью высоко летающих беспилотников, которые могли бы оставаться в воздухе месяцами, передавая интернет в сельские районы. После неудачных полетов дронов проект был свернут. Похоже, что Google тоже заинтересован в разработке долговечных дронов, приобретя Titan Aerospace в 2014 году, производителя почти орбитальных дронов, которые могли бы служить спутниками.

В то время как Titan aerospace утверждает, что его летательный аппарат на солнечной энергии может оставаться в воздухе пять лет, рекорд пока составляет чуть менее 26 дней — намного меньше, чем у альбатроса. Частично проблема заключается в том, что беспилотные летательные аппараты на солнечных батареях, наиболее долговечные модели, разрабатываемые в настоящее время, нуждаются в тяжелых батареях, которые снижают эффективность. Птицы, подобные альбатросу, могут летать так долго не потому, что они сильны, а потому что они хороши в сохранении энергии.

Это непростая вещь для изучения, потому что атмосферные условия сложны и постоянно меняются настолько, что практически невозможно создать модель для использования компьютерами. Это означает, что планер должен реагировать на изменение условий буквально на лету, не имея доступа к модели, которая может объяснить, что означают эти условия.

Теперь у команды, возглавляемой исследователем из Калифорнийского университета в Сан-Диего, может быть способ передать немного навыков альбатросов дронам. Они обучили автономный беспилотник с использованием алгоритма машинного обучения, который анализировал, как реакции на различные атмосферные условия влияют на его полет. Дрон мог изменять как его высоту, так и угол крена, и программное обеспечение контролировало результаты.

Изменения в его полете, которые помогли дрону подняться, были вознаграждены, а те, которые причиняли ему урон, были оштрафованы, помогая алгоритму оттачивать лучшие стратегии для полета во времени. Эта стратегия означала, что модель не нужна — просто воспоминание о том, что, помогло в конкретной ситуации. После некоторой практики, исследователи обнаружили, что две вещи больше всего влияли на способность дронов оставаться на лету: вертикальное ускорение ветра и момент силы. Сделав упор на эти переменные, исследователи значительно улучшили время полета дронов.

Фото: bipbap. ru