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Un drone con il senso dell'orientamento
I droni commerciali stanno iniziando a essere utilizzati per attività come l'ispezione di piattaforme petrolifere e colture. Ma richiedono comunque un pilota umano altamente qualificato, e anche quelli semi-autonomi di solito utilizzano mappe precostruite o accedono ai dati tramite un collegamento wireless.
Questo quadrirotore non andrà a sbattere contro quei tubi perché si è costruito una mappa 3-D dello spazio utilizzando i sensori e il computer di bordo.
I ricercatori del Politecnico federale di Zurigo stanno rendendo i droni più indipendenti. Hanno dimostrato un piccolo drone in grado di costruire la propria mappa 3D di un ambiente sconosciuto con il minimo aiuto di un operatore umano, e quindi pianificare autonomamente i propri percorsi attorno a uno spazio e ai suoi ostacoli.
Questa è la prima volta che possiamo mostrare la mappatura completa, la rilocalizzazione (trovare il drone sulla mappa) e la pianificazione a bordo, afferma il ricercatore Michael Burri, che ha lavorato al progetto. La combinazione di software e sensori potrebbe semplificare l'impiego di droni per attività come l'ispezione di una piattaforma petrolifera, afferma. Un'azienda dovrebbe effettuare un volo manuale per fare in modo che un drone costruisca la sua mappa. Per le successive ispezioni, il drone potrebbe svolgere il lavoro in autonomia.
Il drone utilizza la sua mappa 3D per pianificare il percorso più efficiente intorno a uno spazio.
Il team di Zurigo ha utilizzato un piccolo quadrirotore che pesa 1,6 chilogrammi, il AscTec Firefly e dotato di una telecamera stereo e sensori che segnalano velocità, orientamento e forze gravitazionali. Hanno testato il loro software volando all'interno di un ex sito industriale, un ambiente impegnativo caratterizzato da grandi condotti e altre apparecchiature industriali.
Il drone ha bisogno dell'aiuto umano per iniziare in un nuovo spazio. Mentre un operatore lo aiuta a fare un volo esplorativo nel nuovo ambiente, il software del drone crea una mappa 3-D confrontando i dati dei suoi sensori di movimento e orientamento con le immagini della sua fotocamera.
Le immagini di profondità dalla fotocamera vengono utilizzate per creare una mappa 3D; i luoghi in cui il drone non può volare sono bloccati (guarda il video). Una volta completata la mappa, il drone può pianificare il percorso più diretto possibile verso qualsiasi destinazione target, volando attorno a qualsiasi ostacolo mappato.
Le singole tecniche di mappatura e sensori sono state dimostrate in precedenza, ma non tutte insieme su un drone autonomo, afferma Wolfram Burgard , professore all'Università di Friburgo, Germania. Ciò avvicina la tecnologia all'applicazione nel mondo reale nelle attività di ispezione e sorveglianza, afferma. Un documento sul nuovo sistema è stato presentato al Conferenza internazionale sui robot e sistemi intelligenti lo scorso mese. Burgard era caporedattore del comitato di revisione della carta.
Tuttavia, l'inserimento di tutte quelle capacità di mappatura in un piccolo drone ha un costo. Con il computer e i sensori, il drone utilizzato negli esperimenti potrebbe rimanere in aria per soli sette minuti, invece di 15 minuti senza il peso aggiuntivo. Burri afferma che i miglioramenti ai design dei droni significano che questo non è un problema significativo e che i nuovi droni sul mercato potrebbero gestire un tempo di volo di circa 20 minuti con lo stesso carico utile.
Lui e gli altri ricercatori stanno ora lavorando per dare al loro drone la capacità di evitare collisioni con oggetti in movimento che non compaiono sulla sua mappa, ad esempio esseri umani o attrezzature in movimento.