Een nieuw ‘ontwijksysteem’ boost de reflexen van de vliegende bot dusdanig, dat hij met gemak aan de snelle ballen ontkomt.

Als we er een aantal van onze drone-artikelen op naslaan (zoals deze), kunnen we er niet omheen: in staat zijn obstakels te ontwijken, is een must voor de vliegende robots. Helaas blijkt dat veel van de vooral commerciële modellen niet rap genoeg zijn om sommige botsingen te vermijden.

Onderzoekers van de Universiteit van Zurich hebben mogelijk een oplossing. Ze ontwikkelden een nieuw ‘ontwijksysteem’ die het reactievermogen van drones, zo schrijven ze in vakblad Science Robotics, een aanzienlijke boost zou geven. Het team testte de verbeterde ontwijkmanoeuvres met – wat anders – een experimenteel potje trefbal.

Lees ook:

• Hierom mogen drones niet in de buurt van vliegtuigen komen
• Opvouwbare drone wurmt zich door openingen

Reactievermogen

Volgens de onderzoekers doen (drones met) huidige systemen er zo’n 20 tot 40 milliseconden over om veranderingen in hun omgeving te registreren. Dat is prima als een drone op zijn gemakje door een open ruimte turft, maar minder als er hogere snelheden aan te pas komen of er ook andere objecten rondvliegen, zoals andere drones of vogels.

In de hoop dat reactievermogen te verbeteren, rustten de onderzoekers een drone uit met speciale event camera’s, ook wel neuromorfe camera’s genoemd. In plaats van continu elke pixel af te speuren op veranderingen (lees: beweging) reageren pixels in een neuromorfe camera alléén bij een verschil in lichtintensiteit. Simpel gezegd betekent dat dat een niet bewogen pixel geen signaal uitzendt. Dat vermindert het benodigde ‘rekenwerk’ en verhoogt dus de mogelijke reactiesnelheid.

‘Trefbal’

De onderzoekers testten de geüpgradede drone in een experimenteel potje ‘trefbal’ (zie het filmpje hieronder). Afhankelijk van vanwaar het object gegooid werd en de grootte ervan, was de drone in 81 tot 97 procent van de gevallen succesvol in zijn ontwijkmanoeuvres.

In de hoop dat percentage nog verder op te krikken, ontwikkelden de onderzoekers hun eigen bijpassende algoritme. En jawel: het volgende potje trefbal ging de drone – met neuromorfe camera’s én ontwijkalgoritme – nóg beter af. In meer dan 90 procent van de gevallen omzeilde de bot de voorwerpen die het naar zijn hoofd geslingerd kreeg: volgens de onderzoekers brengt hun systeem het reactievermogen van de drone terug naar slechts 3,5 milliseconden.  

Autonoom navigeren

Volgens de onderzoekers helpt het nieuwe systeem drones niet alleen beter vliegende, vallende, en in dit geval gegooide objecten te ontwijken, het verhoogde reactievermogen maakt natuurlijk ook dat de drones veilig op hogere snelheid rond kunnen razen. Tot maar liefst tienmaal sneller, schrijft het team.

Het doel is uiteindelijk autonome drones te ontwikkelen die net zo goed kunnen navigeren als menselijke ‘drone-piloten’, schrijft coauteur Davide Falanga. “Momenteel worden drones bij search and rescue-operaties door mensen bestuurd. Als we autonome varianten kunnen maken die net zo goed navigeren, kunnen ze ook op plekken buiten ons zicht en het bereik van een bestuursapparaat ingezet worden.”

En, met een beetje mazzel draagt het onderzoek dus ook bij het aantal dronebotsingen te verminderen. Het mag weleens tijd worden.

Bronnen: Science Robotics, University of Zurich (UZH), New Atlas

Beeld: UZH; UZH Robotics and Perception Group/Youtube