AI BATTE CAMPIONI DI VOLO CON DRONI

Il drone autonomo addestrato dall’intelligenza artificiale (in blu) ha gestito il giro più veloce in assoluto, mezzo secondo davanti al miglior tempo di un pilota umano.

Ricercatori dell’Università di Zurigo ed Intel stabiliscono una nuova pietra miliare con il primo sistema autonomo in grado d’imporsi sugli umani in uno sport fisico.

Il 10 febbraio 1996, il computer IBM Deep Blue riuscì a battere a scacchi Gary Kasparov e nel 2016 il programma AlphaGo, elaborato dal team di Google DeepMind sconfisse il campione europeo Fan Hui nell’antico gioco cinese del Go.

La potenza di calcolo e la memoria facilitano l’Intelligenza Artificiale nei processi logici, ma le sfide ora si sono trasferite al campo fisico.

Prof. Dott. Davide Scaramuzza Direttore del Gruppo Robotica e Percezione

Il Professor Davide Scaramuzza dirige il Gruppo Robotica e Percezione dell’Università di Zurigo. Il laboratorio lavora all’intersezione tra robotica, visione artificiale, apprendimento automatico (machine learning) e neuroscienze sviluppando algoritmi di AI che possono far volare gli Unmanned Aerial Vehicle meglio e più velocemente degli umani utilizzando solo telecamere e calcoli di bordo.

Gli attuali droni commerciali sono ciechi e viaggiano grazie al GPS o ad un pilota umano, condizioni che riducono l’impiego in missioni complesse, come quelle di ricerca e salvataggio, consegna di merci, ispezione di ponti o linee elettriche.

Dotando i droni di telecamere si riesce a navigare anche in assenza di GPS, ma un altro dei punti cardini su cui concentrare l’innovazione è la velocità. La batteria limita il volo a circa 30 minuti, aumentare la velocità con sensori ed algoritmi più rapidi consente di ottimizzare il rendimento.

Nei droni UZH si utilizza una “event camera” con uno speciale sensore con una latenza (il ritardo tra il momento in cui un’immagine viene catturata e quando è effettivamente visualizzata) molto bassa oltre ad un’elevata gamma dinamica rispetto alle fotocamere standard. Questi dispositivi avanzati funzionano in modo diverso ed è necessario creare nuovi algoritmi.

Momento della sfida indoor all’Università di Zurigo fra drone blu (AI) e drone rosso con piloti umani

I ricercatori coordinati da Scaramuzza hanno elaborato un sistema di Intelligenza Artificiale, chiamato Swift che ha vinto numerose gare contro tre campioni di livello mondiale nelle corse di droni con visuale in prima persona (FPV), dove i quadricotteri superano i 100 km/h controllati a distanza.

Dopo un mese di volo simulato, meno di un’ora su un PC desktop, Swift ha sfidato tre concorrenti pluripremiati: Alex Vanover, campione della Drone Racing League 2019, Thomas Bitmatta campione della MultiGP Drone Racing 2019  e Marvin Schaepper campione svizzero per tre volte. Le gare si sono svolte dal 5 al 13 giugno 2022 in un hangar dell’aeroporto di Dübendorf, vicino a Zurigo.

Arrivo del percorso: drone blu (AI) davanti al drone rosso (pilotato da umani).

Il percorso copriva un’area di 25 x 25 metri, con sette cancelli quadrati che dovevano essere attraversati nell’ordine giusto per completare un giro, comprese manovre impegnative tra cui uno Split-S, un’acrobazia che consiste nel far ruotare a metà il velivolo ed eseguire un semigiro discendente a tutta velocità.

Swift ha ottenuto il giro più veloce, con mezzo secondo di vantaggio, ma gli umani si rivelano vincenti nell’adattabilità dove i droni hanno fallito nell’adeguarsi a situazioni diverse da quelle per cui erano stati addestrati, ad esempio se c’era troppa luce nella stanza. A questo proposito ricordiamo un racconto di pura fantasia, La cabina di vetro di Robert P.Davis, con una trama avvincente basata sull’esperienza dell’autore come collaudatore di aeromobili che mette in luce l’insostituibile ruolo di un abile pilota nel gestire gli imprevisti.

La notizia è stata diffusa ufficialmente dall’Università di Zurigo il 30 agosto 2023.

 

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Immagini: UZH / Leonard Bauersfeld

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