Новый подход позволяет роям дронов автономно перемещаться в сложных условиях на высокой скорости

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА), обычно называемые дронами, широко используются во всем мире для решения различных задач, включая видеосъемку различных целей, наблюдение за посевами и другими объектами с воздуха, оценку зон стихийных бедствий и проведение военных операций. Несмотря на их широкое распространение, большинство существующих дронов либо полностью, либо частично управляются человеком. Кроме того, многие дроны не способны маневрировать в загромождённых, переполненных или незнакомых местах, не сталкиваясь с близлежащими объектами. Те, которые способны маневрировать в таких условиях, обычно используют дорогостоящие или громоздкие компоненты, такие как современные датчики, графические процессоры (GPU) или системы беспроводной связи . Исследователи из Шанхайского университета Цзяотун недавно представили новый подход, вдохновлённый насекомыми, который позволит группам из нескольких дронов автономно перемещаться в сложных условиях, двигаясь на высокой скорости. Предлагаемый ими подход, представленный в статье, опубликованной в журнале Nature Machine Intelligence , основан как на алгоритме глубокого обучения, так и на основных физических принципах. «Наше исследование вдохновили невероятные способности к полёту крошечных насекомых, таких как мухи», — рассказали изданию Tech Xplore профессор Даньпин Цзоу и профессор Вэйяо Линь, соавторы статьи. «Нас всегда поражало, как такие маленькие существа, с крошечным мозгом и ограниченными органами чувств, могут совершать ловкие и разумные манёвры — избегать препятствий, зависать в воздухе или преследовать добычу». «Воспроизведение такого уровня управления полётом давно было мечтой и серьёзной задачей в робототехнике. Для этого требуется тесно интегрированная система восприятия, планирования и управления, работающая на очень ограниченном объёме бортовых вычислений, как в мозге насекомого». Большинство распространённых вычислительных подходов к управлению полётом нескольких дронов разбивают задачу автономной навигации на отдельные модули, такие как оценка состояния, картографирование, планирование пути, генерация траектории и модули управления. Хотя раздельное решение этих подзадач может быть эффективным, иногда это приводит к накоплению ошибок в разных модулях и вносит задержку в реакцию дронов. Другими словами, это может привести к более медленной реакции дронов при приближении к препятствиям, что повышает риск столкновений в динамичной и загромождённой среде. «Основной целью нашего исследования было выяснить, может ли легкая искусственная нейронная сеть (ИНС) заменить этот классический конвейер компактной сквозной политикой», — заявили профессора Цзоу и профессор Линь. Эта сеть принимает данные датчиков на входе и напрямую выдаёт управляющие воздействия — парадигма, отражающая то, как мухи используют небольшое количество нейронов для реализации сложного, интеллектуального поведения. Мы стремились не просто соответствовать биологической элегантности, но и продемонстрировать, что минимализм в восприятии и вычислениях может обеспечить высокопроизводительный автономный полёт. Новая система, разработанная исследователями, в первую очередь опирается на недавно разработанную лёгкую искусственную нейронную сеть, способную генерировать команды управления для квадрокоптерного летательного аппарата на основе карты глубины сверхнизкого разрешения 12×16. Хотя детализация карт, передаваемых в алгоритм, невысокая, её оказалось достаточно для того, чтобы сеть могла анализировать окружающую обстановку и эффективно планировать действия летательных аппаратов. «Мы обучили эту сеть на специально разработанном симуляторе, состоящем из простых геометрических фигур — кубов, эллипсоидов, цилиндров и плоскостей, — что позволяет нам создавать разнообразные, но структурированные среды», — пояснили профессора Цзоу и профессор Линь. «Наш процесс обучения отличается высокой эффективностью благодаря дифференцируемому физическому конвейеру. Он поддерживает как одноагентный, так и многоагентный режимы обучения: в многоагентном режиме другие дроны рассматриваются как динамические препятствия в процессе обучения». Ключевым преимуществом разработанного исследователями подхода к навигации с использованием нескольких летательных аппаратов является то, что он основан на чрезвычайно компактной и лёгкой глубокой нейронной сети, состоящей всего из трёх свёрточных слоёв. Исследователи протестировали её на встраиваемой вычислительной плате стоимостью всего 21 доллар и обнаружили, что она работает плавно и энергоэффективно. «Обучение занимает всего 2 часа на графическом процессоре RTX 4090, что невероятно быстро для изучения политик», — заявили профессора Цзоу и профессор Линь. «Наша система также естественным образом поддерживает навигацию нескольких роботов без централизованного планирования или явного взаимодействия, что обеспечивает масштабируемое развёртывание в сценариях роя». Изучив предыдущую литературу в этой области, исследователи обнаружили, что многие алгоритмы глубокого обучения для навигации дронов плохо обобщаются в реальных условиях. Это часто связано с тем, что они не учитывают неожиданные препятствия или изменения окружающей среды и требуют обучения на больших объёмах данных полёта, размеченных экспертами-людьми. «Наше самое важное открытие заключается в том, что внедрение физической модели квадрокоптера непосредственно в процесс обучения может значительно повысить как эффективность обучения, так и реальные показатели — с точки зрения надежности и маневренности», — заявили профессора Цзоу и профессор Линь. «Эта методика, известная как дифференцируемое обучение физике, была изобретена не нами, но мы первыми успешно расширили и применили её к реальному управлению квадрокоптером. Благодаря этому исследованию мы также пришли к трём неожиданным, но важным выводам — урокам, которые могут изменить наше представление об интеллекте, моделях и восприятии в робототехнике». Многообещающие результаты, полученные профессорами Цзоу, Линем и их коллегами, демонстрируют потенциал небольших моделей на основе искусственных нейронных сетей для решения сложных навигационных задач. Исследователи показали, что эти модели могут быть более эффективными, чем принято считать, и могут также помочь понять принципы работы более крупных моделей. «Точно так же, как нейробиология достигла своего раннего прогресса благодаря плодовой мушке, чьи простые нейронные цепи помогли открыть основополагающие идеи, небольшие модели дают нам более чёткое представление о том, как связаны восприятие, принятие решений и контроль», — говорят профессора Цзоу и профессор Линь. «В нашем случае модель с менее чем 2 МБ параметров обеспечила многоагентную координацию без какой-либо коммуникации, показывая, как простота может привести к появлению нового интеллекта». Примечательно, что разработанная исследователями облегчённая модель показала хорошие результаты, несмотря на обучение в имитируемой среде. Это резко контрастирует со многими ранее разработанными моделями, требующими значительных объё...

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики:

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа

15:23, 22 Апр Airtouch позволяет добиться сложных оттенков блонда — от холодных платиновых до теплых карамельных Техника Airtouch стала одной из самых востребованных методик создания натурального блонда. Ее особенность заключается в использовании потока воздуха из фена для отделения коротких и слабых волосков перед нанесением осветляющего состава. Благодаря эт...

08:57, 15 Мар Водитель Tesla спал за рулем на высокой скорости и попал на видео Новые случаи с засыпающими за рулем водителями Tesla вновь обострили дискуссию о границах автопилота и степени внимательности, которую должны сохранять водители. Об этом сообщает Carscoops.Уже не раз громкие аварии демонстрировали, к каким последств...

15:44, 19 Авг Ландшафтный дизайн от L.BURO: когда природа становится частью дома Сад, парк, двор — это больше, чем просто территория. Это продолжение вашего пространства, место, где можно остановиться, вдохнуть свежий воздух и почувствовать ритм природы. Ландшафтный дизайн делает эту среду осмысленной, красивой и удобной. В сту...

15:18, 14 Окт Полевая кухня позволяет объединить людей за одним столом и подарить им необычный гастрономический опыт, которого невозможно достичь в условиях стандартного ресторанного обслуживания Полевая кухня на мероприятии — это не просто способ накормить гостей, а элемент, создающий особую атмосферу единения, уюта и подлинного праздника. Такие кухни вызывают у многих ассоциации с армейской дисциплиной, походным бытом и дружескими встречам...

18:57, 21 Дек Новый подход упрощает визуализацию реалистичных 3D-сред Новый подход упрощает визуализацию реалистичных 3D-сред на основе обычных фотографий, уже размещенных в интернете, открывая новые возможности в таких отраслях, как игровая индустрия, виртуальный туризм и сохранение культурного наследия. Хадар Авербу...

17:57, 28 Май Новый подход к жилью: типовые дома для маломобильных граждан Депутат Госдумы Александр Аксёненко предложил запустить в России федеральный пилотный проект по возведению типовых индивидуальных домов, адаптированных для инвалидов и маломобильных категорий граждан. Парламентарий направил официальное обращение мин...

06:57, 05 Сен Свиная почка как биологический мост: новый подход к дефициту органов Ксенотрансплантация — пересадка органов от животных человеку — долгое время рассматривалась как окончательная замена дефицитным человеческим органам. Однако случай 66-летнего Тимоти Эндрюса, описанный в журнале The Lancet, меняет этот сценарий. Орга...

19:57, 02 Июл Принципиально новый подход: в Росатоме представили технологию плазменной переработки ядерного топлива Данный метод открывает путь к реализации более экономичного и экологичного замкнутого ядерного топливного цикла. Учёные госкорпорации «Росатом» разработали и впервые продемонстрировали на Томском международном энергетическом форуме новую технологию ...

18:57, 28 Июл Новый подход к рекомендациям: в VK представили алгоритм, который учитывает будущие предпочтения пользователей По результатам испытаний технология повысила точность подбора контента Исследователи AI VK Research разработали подход, позволяющий классическим рекомендательным алгоритмам учитывать не только текущие интересы пользователя, но и то, как рекомендации...

23:57, 03 Июл Новый метод позволяет создавать сложные металлические нанокатализаторы за миллисекунды Учёные разработали технологию получения наносплавов, которая может ускорить поиск более дешёвых и эффективных материалов для водородной энергетики и электроникиУчёные под руководством исследователей из Университета в Буффало разработали способ получ...

23:57, 15 Мар Новый чип позволяет роботам видеть в 4D, одновременно отслеживая расстояние и скорость Современные системы машинного зрения для роботов и дронов основаны на 3D-датчиках, которые, несмотря на свою мощность, не всегда успевают за быстрыми и непредсказуемыми движениями реального мира. Эти системы часто с трудом мгновенно измеряют скорост...

06:57, 09 Окт Диабет может отступить: новый подход даёт шанс жить без постоянных измерений и страхов Диабет 1-го типа — это не только постоянные уколы и контроль сахара. Это ежедневная работа всей семьи, риск гипо- и гипергликемий, тревога и визиты к врачам. На этом фоне новость о пациенте, у которого после имплантации генетически отредактированных...

17:57, 13 Апр После робота-телефона компания Honor планирует новый подход к смартфонам при участии ByteDance В прошлом компании уже работали вместеHonor планирует сотрудничать с ByteDance в рамках своего нового подхода к созданию смартфонов. Doubao Phone — это смартфон от ByteDance с поддержкой искусственного интеллекта, разработанный в основном в сотрудни...

00:57, 23 Авг Логика без лишних кубитов: австралийские физики реализовали новый подход к квантовым вычислениям на одном ионе Учёные из Университета Сиднея впервые выполнили полный набор универсальных логических операций для квантовых кодов Готтесмана–Китоева–Прескилла (GKP) — только средствами одного иона в ловушке Паули. Операции проведены без привлечен...

20:57, 31 Авг Новый метод позволяет моделям ИИ забывать личные и защищенные авторским правом данные Группа специалистов по информатике из Калифорнийского университета в Риверсайде разработала метод удаления личных и защищенных авторским правом данных из моделей искусственного интеллекта — без необходимости доступа к исходным обучающим данным. Это ...

02:57, 16 Июн Не прерываясь ни на миг: новый защищенный Ulefone RugOne Xever 8 позволяет менять батарею «на лету» Продажи уже стартовалиПринадлежащий компании Ulefone бренд RugOne выпустил еще один телефон — RugOne Xever 8. Это новый доступный по цене защищенный смартфон с заменяемым аккумулятором, позволяющим заменять батарею, не прерывая активные задачи и не ...

01:57, 02 Янв Новый тип ветрогенераторов для питания дата-центров и ИИ-сервисов: компания Airloom представит на выставке CES альтернативный подход к ветроэнергетике Компания Airloom продемонстрирует на выставке CES 2026 свой подход к использованию ветровой энергии для питания энергоёмких центров обработки данных (ЦОД). Развитие искусственного интеллекта уже приводит к растущим нагрузкам на энергетическую инфрас...

05:57, 22 Фев Новый метод изготовления микросхем позволяет создавать «двойные» отпечатки пальцев для прямой аутентификации Подобно тому, как у каждого человека уникальные отпечатки пальцев, каждый CMOS-чип имеет свой неповторимый «отпечаток», обусловленный мельчайшими случайными производственными вариациями. Инженеры могут использовать этот неподделываемый идентификатор...

06:57, 15 Сен «Найди и следи»: ИИ впервые научился автономно управлять дроном для слежки за людьми Американский стартап Andon Labs провёл серию испытаний, в ходе которых новейшая модель искусственного интеллекта GPT-6 Astra от OpenAI впервые в истории продемонстрировала способность автономно управлять дроном для поиска и отслеживания конкретного ...

20:57, 26 Сен OpenAI представил ИИ-агента ChatGPT Pulse, который может действовать автономно Компания OpenAI представила ИИ-агента ChatGPT Pulse. Новая функция доступна только в мобильном приложении подписчикам тарифа Pro. Пока еще режим тестируется, в перспективе, возможно, воспользоваться ее сможет и более широкая аудитория. Пользователь ...

01:57, 19 Ноя 8 надежных перфораторов для мелких и сложных работ Перфораторы позволяют делать отверстия даже в твердом бетоне, а еще штробить и долбить стены из того же бетона, кирпича или других материалов. Некоторые дрели тоже поддерживают ударный функционал, но это чаще всего имитация за счет трещотки, так что...

21:57, 26 Мар 5 мощных винтовертов для строительства и сложных работ Для начала вкратце напомним об особенностей винтовертов. По сути это что-то среднее между шуруповертом и гайковертом (у нас есть статья, где мы рассказываем об отличиях таких устройств). Винтоверты созданы именно для работы с крепежом — у них для кр...

22:57, 19 Фев Google представила Gemini 3.1 Pro для «решения сложных задач» Google представила новую модель искусственного интеллекта под названием Gemini 3.1 Pro, которая создана «для задач, где простого ответа недостаточно». Компания заявляет, что в этой версии сделан «шаг вперед в базовых способностях к рассуждению». Мод...

19:57, 15 Ноя OpenAI представила GPT-5.1 для лучшего общения или сложных задач OpenAI запускает обновлённую версию ChatGPT с функциями персонализации, позволяющими пользователям настраивать тон и стиль чат-бота. GPT-5.1 включает две обновлённые версии: GPT-5.1 Instant и GPT-5.1 Thinking. GPT-5.1 InstantOpenAI описывает GPT-5.1...

14:57, 15 Авг Топ-10 игр с пиксельной графикой на любой вкус: от сложных RPG до ламповых приключений Когда-то игры выглядели именно так. И ценили их по большей части за сложность и геймплейную составляющую. Хотя на постсоветском пространстве дети играли во все, что попадалось под руку. И практически никогда не оставалось негативных эмоций от провед...

08:57, 17 Апр Идеальный принтер для дома без лишних проводов и сложных настроек Когда мой друг увидел у меня дома тестовый принтер от фирмы Pantum, он спросил: «И зачем китайцы принтеры делают? Вот есть же HP». Как человеку, который с детства (буквально) пользовался принтерами HP, мне есть что ответить на этот вопрос. Так что д...

07:57, 20 Мар Впервые продемонстрирована автономная навигация микророботов в сложных потоках Впервые исследователи из Лейпцигского университета продемонстрировали, что крошечные синтетические микроплавательные аппараты способны воспринимать окружающую среду непосредственно через форму собственного тела и автономно адаптироваться к быстро ме...

00:57, 09 Июл SpaceXAI представила модель Grok 4.5 для сложных задач и программирования Новая ИИ-модель обучена на программировании, на научных, инженерных, финансовых и юридических задачахSpaceXAI представила новую большую языковую модель Grok 4.5. По заявлению компании, она предназначена для решения длительных и сложных задач, требую...

18:57, 01 Фев В России изменились правила возврата технически сложных товаров С 1 февраля россияне при возврате технически сложных товаров ненадлежащего качества смогут требовать компенсацию разницы между ценой покупки и актуальной рыночной стоимостью с учетом износа. Правила возврата некоторых технически сложных товаров в Ро...

20:57, 19 Ноя Азербайджанские пользователи всё чаще становятся мишенью сложных фишинговых атак В Азербайджане резко вырос интерес к использованию цифровых сервисов — от онлайн-покупок до корпоративного документооборота. Вместе с этим увеличилось и число атак, построенных на социальной инженерии: злоумышленники имитируют деловую переписку, отп...

20:57, 07 Авг Модели ИИ учатся разделять задачи, сокращая время ожидания сложных подсказок По мере того как большие языковые модели (LLM), такие как ChatGPT, продолжают совершенствоваться, ожидания пользователей от них продолжают расти, в том числе в отношении того, насколько быстро они могут реагировать на наши все более сложные запросы,...

19:57, 09 Сен Похоже, ИИ OpenAI украл у учёных решение одной из самых сложных задач математики OpenAI заявила, что её неназванная ИИ-модель решила Уравнение Навье — Стокса, над которой математики работают десятилетиями. По данным компании, на это потребовалось около 88 часов и несколько десятков миллионов долларов. Однако заявление вызвало сп...

00:57, 21 Окт "Никогда не говорил, что любит меня". Кристина Асмус рассказала о сложных отношениях с отцом Кристина Асмус рассказала о сложных отношениях с отцом и вызвала сочувствие в сети. Актриса поздравляла отца с праздником — Днём отца, но, помимо признаний в любви, в её рассказе об их отношениях нашлось место и грустным подробностям:"Он никогда не