자율 드론, 처음으로 인간 조종사 능가

편집국 기자 / 기사승인 : 2021-07-22 22:19:20
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* 처음으로 자율 비행 쿼드로콥터가 원격 제어 경쟁에서 승리
* 날아가는 연기 구름은 공기 역학적 난기류를 가시화하는 데 도움
* 인간 조종사와 달리 알고리즘은 계산된 비행경로를 여러 번 동일하게 재현할 수 있다.
* 상업적으로 사용되기 전에 알고리즘은 여전히 ​​수학적으로 단순화되어야

고속 드론
알고리즘이 처음으로 인간 조종사보다 빠르게 드론을 날린다


알고리즘의 승리:
처음으로 자율 드론이 전문 인간 드론 조종사를 능가했다.
인간이 제어하는 ​​모델보다 더 빠르게 여러 웨이포인트로 회로를 완성했다.
이것은 드론이 비행경로를 최적화하는 데 도움이 되는 새로운 알고리즘 덕분에 가능했다.
이 사진은 연기를 뚫고 날아가는 승리한 드론을 보여준다. 

드론 비행의 복잡한 공기역학적 효과를 시각화하는 데 도움이 된다고 한다. 

▲ 자율 드론이 연기 속을 날아다닌다. © Robotics and Perception Group / 취리히 대학교


드론은 오락과 비행 카메라 그 이상이며 오랫동안 많은 중요한 작업에 사용됐다.
스펙트럼은 재난 지역 또는 현장 매핑에서 파이프라인 및 건물 검사, 의약품, 혈액 샘플 또는 물품 배송에 이르기까지 다양하다. 목표는 가능한 한 빠르고 효율적으로 목적지에 도달하고 가능한 한 독립적으로 탐색하는 것이다. 화성에서도 첫번째 드론 "Ingenuity"가 날고 있다.

인간 드론 조종사보다 빠름

자율 드론이 인간이 조종하는 항공기와 경쟁할 때 인간 드론 조종사는 항상 선두에 있었다. 이제는 바뀌었다. 처음으로 자율 비행 쿼드로콥터가 원격 제어 경쟁에서 승리했다. 취리히 대학교(University of Zurich)의 다비드 스카라무짜(Davide Scaramuzza)는 "우리 드론은 실험적인 경마장에서 가장 빠른 랩을 날고 두 명의 세계적 수준의 조종사를 이겼다.

이 장면은 테스트 비행에서 테스트 드론 중 하나를 보여준다.
그것이 날아가는 연기 구름은 공기 역학적 난기류를 가시화하는 데 도움이 된다.
이것은 차례로 드론이 최적의 속도와 방향으로 비행하고 있는지 그리고 개선할 수 있는 부분에 대한 단서를 제공한다.

새로운 알고리즘

이러한 성공은 Scaramuzza와 그의 팀이 개발한 새로운 유형의 알고리즘을 기반으로 한다.
"이 알고리즘은 가능한 가장 빠른 비행경로를 생성하는 동시에 드론의 한계를 실제로 고려한 최초의 알고리즘이다"고 연구원은 설명했다. 이전 버전은 쿼드로콥터 모델이나 비행경로 표현을 단순화했기 때문에 차선책이었다.

“지금까지 궤적을 섹션으로 나누고 특정 웨이포인트(way point)에 할당했다. 새로운 핵심 아이디어는 우리 알고리즘이 드론에게 모든 웨이포인트를 통과하도록 지시만 하고 비행 방법이나 시기는 알려주지 않는다는 것이다”고 Scaramuzza의 동료 필립 푄(Philipp Föhn)이 설명했다. 무엇보다도 외부 카메라의 정보를 사용하여 이를 스스로 결정한다.

최적의 경로를 찾으면 인간 드론 조종사보다 빠르게 통과할 수 있다.

성능은 일정하게 유지된다.
인간 조종사와 달리 알고리즘은 계산된 비행경로를 여러 번 동일하게 재현할 수 있다.
그러나 상업적으로 사용되기 전에 알고리즘은 여전히 ​​수학적으로 단순화되어야 한다.
컴퓨터가 가능한 가장 빠른 비행경로를 미리 계산하려면 여전히 최대 1시간이 필요하다.
또한 드론은 여전히 ​​외부 카메라에 의존해 자체 위치를 계산한다.
(Science Robotics, 2021; doi: 10.1126/scirobotics.abh1221)

출처: Universität Zürich

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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