צפו בכטב"ם טס במהירות של 50 קמ"ש מבלי להתנגש במכשולים

This post is also available in: English (אנגלית)

אחד מהנושאים העיקריים היום בתעשיית כלי הטיס הבלתי מאוישים (כטב"מים) הוא הימנעות ממכשולים. "כולם בונים כטב"מים כיום, אבל אף אחד לא יודע כיצד לגרום להם להפסיק להתנגש בדברים," אומר אנדרו ברי, דוקטורנט במעבדה למדעי המחשב ובינה מלאכותית באוניברסיטת MIT.

ברי, העובד בשיתוף פעולה עם פרופסור ראס טדרייק, פיתח אלגוריתם חדש המזהה מכשולים המוצבים בפני כטב"מים אשר יכול לקדם אותנו צעד נוסף לקראת טיסה אוטונומית בין מכשולים בעולם האמיתי.

האלגוריתם, אשר פותח במסגרת עבודת המחקר לדוקטורט של ברי, מאפשר לכטב"מים לטוס ולהימנע ממכשולים בתנאים מציאותיים במהירות של יותר מ- 48 קילומטרים לשעה.

"חיישנים דוגמת חיישני לייזר הם כבדים מדי בשביל כלי טיס קטן, ובניית מפות של הסביבה טרם הטיסה אינה פרקטית. אם אנחנו רוצים כטב"מים שטסים במהירות גבוהה ומנווטים בעולם, אנחנו צריכים אלגוריתמים טובים ומהירים יותר," הוא אומר.

רגע ההארה של ברי התרחש כאשר הוא הבין שאלגוריתמים מוכרים מנסים לחשב את הנתונים מדי. עד היום, מחשבים בתוך הכטב"מים היו עושים שימוש בתמונות ממצלמות ייעודיות על מנת לבצע חיפושי מכשולים במימד עומק במספר מרחקים: מטר אחד, שני מטרים, שלושה מטרים וכו'. גישות כאלה מייצרות עומס חישובי ומגבילות את מהירותו המירבית של הכטב"ם לעשרה קילומטרים לשעה.

ברי הבין שחיפוש אינטנסיבי שכזה הוא פשוט לא הכרחי. במהירויות שהוא כיוון אליהן, רק שבריר מאותם חישוב היה דרוש. הוא התמקד בתת-קבוצה אחת של מדידות – מכשולים במרחקים של עשרה מטרים מהכטב"ם.

"אתה לא צריך לדעת על שום דבר שנמצא קרוב יותר או רחוק יותר מזה," ברי אומר. "בזמן שאתה עף, אתה דוחף את אופק העשרה מטרים קדימה כל הזמן, ואז, כל עוד עשרת המטרים הבאים לפניך פנויים ממכשולים, אתה יכול לבנות מפה שלמה של העולם מסביבך."

התוכנה יכולה לתקן בזריזות מידע החסר בו את מימד העומק על ידי שימוש בנתונים ממד המרחק של הכטב"ם ונתוני מרחק אשר התקבלו קודם לכן.

גישה זו הופכת את האלגוריתם של ברי למהיר במיוחד. האלגוריתם רץ פי 20 מהר יותר מאלו בהם נעשה שימוש כיום ובמהירות של 120 פריימים לשנייה, התוכנה – אשר הפכה לתוכנת קוד-פתוח – מפיקה מידע ב- 8.3 אלפיות השנייה פר פריים.

לעת עתה התוכנה מוגבלת לסביבה בה אין מצבור מכשולים רב מדי, אך ברי מקווה לשפר בקרוב את האלגוריתם על מנת לאפשר לכטב"מים לעוף גם בסביבה מלאת מכשולים דוגמת יער עבות.

"הגישה שלנו כרגע לעתים יוצרת הערכות בלתי נכונות הידועות כ'סחף'," הוא אומר. "ככל שפיתוחים בחומרה יאפשרו לנו חישובים מורכבים יותר, נהיה מסוגלים ליצור חיפוש במספר מימדי עומק וכך נוכל לבדוק ולתקן את ההערכות. זה יאפשר לנו להפוך את האלגוריתם לאגרסיבי יותר, גם בסביבות עם מספר רב יותר של מכשולים."