- โดรน MonoRace ด้วยความเร็วประมาณ 62 ไมล์ต่อชั่วโมงเอาชนะแชมป์โลก 3 คน。
- ระบบใช้เลนส์เดียวและ IMU ในการนำทาง ไม่ต้องการ GPS。
- MonoRace สร้างคำสั่งมอเตอร์โดยตรงผ่านการเรียนรู้แบบเสริมแรง ทำให้ตอบสนองได้เร็วมาก。
- การวิจัยแสดงให้เห็นว่าสามารถสกัดสติปัญญาที่มีประสิทธิภาพได้แม้ภายใต้ทรัพยากรจำกัด ขับเคลื่อนการพัฒนา AI。
โดรนแข่งขันที่มองโลกผ่านเลนส์เดียวได้เอาชนะอดีตแชมป์โลก 3 คนและทีมอัตโนมัติอื่นๆ ทั้งหมดในการแข่งขันระดับนานาชาติ บรรลุความเร็วประมาณ 62 ไมล์ต่อชั่วโมง (100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ตามที่นักวิจัยของ Delft University of Technology รายงาน ระบบนี้ชื่อว่า MonoRace ถูกพัฒนาที่ MAVLab ภาควิชาวิศวกรรมการบินของ Delft University of Technology ระบบอัตโนมัติแข่งขันรุ่นแรกพึ่งพาเซ็นเซอร์หลายตัว ในขณะที่ MonoRace ใช้เลนส์หน้าตรงและหน่วยวัดความเฉื่อยนิ่ง (IMU) เพียงตัวเดียวสำหรับการรับรู้ นำทาง และควบคุม
ที่ความเร็วการแข่งขัน โดรนเกือบไม่มีเวลาถอดรหัสภาพที่เบลอและบิดเบี้ยว เครือข่ายประสาทจะระบุประตูสนามแข่งในแต่ละเฟรม ในขณะที่ IMU และแบบจำลองพลศาสตร์ของโดรนถูกใช้เพื่อประมาณตำแหน่งและการเคลื่อนที่ ระบบนี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับ GPS หรือการติดตามการเคลื่อนที่ภายนอก ซอฟต์แวร์ยังต้องจัดการกับข้อผิดพลาดในการบินจริง เช่น การรบกวนของเลนส์และการและของเซ็นเซอร์ ผู้เขียนหลักของงานวิจัย Stavrow Bahnam กล่าวว่า "เราพัฒนาวิธีที่แข็งแกร่งซึ่งรวมข้อมูลที่เลนส์เห็นกับข้อมูลการเคลื่อนที่ของโดรนเอง ทำให้มันสามารถนำทางได้โดยไม่ต้องใช้ GPS"
การออกแบบเฉพาะตัวของระบบ MonoRace
MonoRace ไม่ได้ใช้ชุดควบคุมแบบดั้งเดิม ระบบนี้ใช้เครือข่ายประสาทขนาดเล็กสร้างคำสั่งมอเตอร์โดยตรง มันทำงานบนชิปบนบอร์ดขนาดเล็ก ตัวควบคุมการบินส่งคำสั่งที่ความถี่ 500 ครั้งต่อวินาที นักวิจัยฝึกมันผ่านการเรียนรู้แบบเสริมแรง ทำให้มันสามารถควบคุมโดรนได้โดยคำนึงถึงข้อจำกัดทางกายภาพ ผู้เขียน Robin Ferede กล่าวว่าการข้ามขั้นตอนการวางแผนเส้นทางบินก่อนทำให้ตัวควบคุมตอบสนองได้เร็วมาก และใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพของโดรนเต็มที่ ในขณะที่ยังคงขนาดเล็ก สามารถทำงานบนบอร์ดได้
ทีมวิจัยทดสอบ MonoRace ในการแข่งขันโดรนอัตโนมัติอาบูดาบี ปี 2025 ผู้จัดงานออกแบบและดำเนินการโดรนและสภาพแวดล้อมสนามแข่ง ดังนั้นนักวิจัยจึงไม่สามารถควบคุมฮาร์ดแวร์หรือสนามแข่งได้ 儘管เช่นนั้น โดรนของ Delft ยังบรรลุความเร็ว 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และเอาชนะทีมอัตโนมัติอื่นๆ ทั้งหมดรวมถึงนักบินมนุษย์อดีตแชมป์โลก 3 คน Christophe De Wagter กล่าวว่าเป้าหมายไม่ใช่การให้หุ่นยนต์มีเซ็นเซอร์และคอมพิวเตอร์ที่แข็งแกร่งกว่า แต่เป็นการดูว่าในทรัพยากรจำกัดสามารถสกัดสติปัญญาได้มากแค่ไหน
การแข่งขันขับเคลื่อน AI สู่ขีดจำกัด
การแข่งขันทำให้ AI ต้องรวดเร็ว แข็งแกร่ง และสามารถปรับตัวได้ในสถานการณ์ที่ขาดการวัดอ้างอิงภายนอก
ศาสตราจารย์ Guido de Croon ของ Delft University of Technology กล่าวว่าการแข่งขันเป็นหนึ่งวิธีที่ขับเคลื่อน AI ของหุ่นยนต์สู่ขีดจำกัด ที่นี่ทีมเพิ่มประสิทธิภาพด้านความเร็ว แต่เขากล่าวว่าวิธีการเดียวกันนี้ยังสามารถเน้นประสิทธิภาพหรือความปลอดภัยได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น การให้การควบคุมที่เรียบเนียนและเหมาะสมที่สุดด้านพลังงานแก่เครื่องจักรตั้งแต่เครื่องดูดฝุ่นขนาดเล็กไปจนถึงเครนชายฝั่งขนาดใหญ่ นักวิจัยเชื่อว่าหลักการเหล่านี้สามารถช่วยระบบอัตโนมัติมากมาย รวมถึงยานพาหนะ หุ่นยนต์เคลื่อนที่ และเครื่องบินและเครื่องจักรคล้ายมนุษย์ในอนาคต ให้ตัดสินใจได้รวดเร็วและน่าเชื่อถือด้วยพลังคำนวณบนบอร์ดที่จำกัด
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสาร Science Robotics
ผลกระทบของ MonoRace ต่อระบบอัตโนมัติ
ความสำเร็จของ MonoRace ไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของโดรนภายใต้เงื่อนไขสุดขีด แต่ยังเน้นย้ำถึงวิธีการที่ผ่านเทคโนโลยีนวัตกรรมสามารถยกระดับความสามารถทางสติปัญญาของระบบอัตโนมัติภายใต้ทรัพยากรจำกัด วิธีการนี้ไม่พึ่งพาการกำหนดค่าเซ็นเซอร์หลายตัวแบบดั้งเดิม แต่กลับใช้เลนส์เดียวและข้อมูลการเคลื่อนที่ภายใน แสดงศักยภาพของระบบอัตโนมัติในอนาคตในหลากหลายการประยุกต์ใช้ ไม่ว่าจะเป็นขนส่งหรืออัตโนมัติอุตสาหกรรม ก็สามารถได้รับประโยชน์จากกลยุทธ์การควบคุมที่มีประสิทธิภาพนี้