• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.10.2022
Сколтех
566

Виртуальный лук поможет развертывать рой дронов

4.6

Ученые Сколтеха разработали весьма эффективный метод развертывания роя спасательных и исследовательских дронов. Используя шлем виртуальной реальности и тактильный интерфейс, оператор имитирует серию выстрелов из лука, направляя каждый дрон в заданную точку. Для предотвращения столкновений дронов используется глубокое обучение с подкреплением.

Расстановка дронов «стрелой» / ©Павел Одинёв / Сколтех / Автор: Анастасия Кожевникова

Результаты исследования были представлены на XXI Международном симпозиуме IEEE по смешанной и дополненной реальности. «Стив Джобс перевернул представление о том, как человек может интуитивно взаимодействовать с цифровым миром, предложив использовать сенсорные экраны и жесты. Цель наших исследований — преодолеть еще более сложный вызов: каким образом пользователь без опыта управления дроном сможет в считанные секунды развернуть целый рой!», — говорит руководитель исследования и Лаборатории интеллектуальной космической робототехники Сколтеха доцент Дмитрий Тетерюков.

«Сегодня существует не так много интерфейсов для развертывания роя дронов, — рассказывает первый автор исследования, выпускница магистратуры Сколтеха Екатерина Доржиева. — Управлять одним дроном удобно при помощи джойстика, а для управления целым роем требуется либо несколько операторов, либо очень сложное программное обеспечение, позволяющее автоматически учитывать множество разных данных. Мы предлагаем альтернативное решение этой задачи».

Группа исследователей из Центра системного проектирования предложила использовать для решения задачи тактильный интерфейс, придуманный аспирантом Сколтеха Мигелем Альтамирано. Эту систему вдохновил, в свою очередь, более ранний интерфейс LinkTouch, созданный Тетерюковым в Японии.

Оператор роя дронов использует VR-шлем, перчатки с маркерами и тактильный дисплей. Вокруг «лучника» располагается система захвата движения в составе нескольких IR-камер — они регистрируют положение перчаток и дронов. Благодаря тактильному дисплею оператор чувствует, как при изменении расстояния между перчатками меняется натяжение виртуальной тетивы, и использует эту обратную связь, чтобы задать расстояние до точки, где должен оказаться дрон. При этом VR-шлем в режиме реального времени визуализирует баллистическую траекторию дрона. Когда оператор разжимает кулак, это действие регистрирует камера, и дрон направляется по заданной траектории.

Как только дрон достигает цели, он переводится на традиционный способ управления и переходит к выполнению своей миссии. Это может быть спасательная операция, обнаружение лесных пожаров, мониторинг состояния природных ресурсов, загрязнения окружающей среды, определение индекса роста (NDVI) сельскохозяйственных культур, геологоразведка, осмотр или техническое обслуживание объектов инфраструктуры.

«Преимущество использования баллистической траектории по образцу полета стрелы заключается в том, что для человека такая траектория представляется вполне естественной, что позволяет быстро развернуть группировку дронов, не допуская их столкновения с препятствиями. Для человека это вполне естественная задача, — отмечает Доржиева. — Задавать координаты полета дронов можно и с помощью программного обеспечения, но тогда дронам пришлось бы самостоятельно выстраивать траекторию для обхода препятствий, а это значит, что на каждый дрон нужно устанавливать камеру».

©Пресс-служба Сколтеха

Благодаря использованию в новом методе глубокого обучения с подкреплением, дроны способны предвидеть столкновения с другими дронами и соответствующим образом перестраивать свою траекторию.

А использование виртуальной реальности подразумевает, что оператору вовсе не обязательно находиться в непосредственной близости от места развёртывания роя. Любые суровые условия, к которым можно приспособить дронов — холод, пожары, радиоактивное заражение, труднодоступная местность — не касаются оператора.

Если в них может работать дрон, дальше VR-шлем позволит имитировать присутствие оператора непосредственно на месте действия и выводить дроны в заданную точку. Кроме того, виртуальная реальность в сочетании со стрельбой из лука открывает перспективы для применения разработки в индустрии развлечений и видеоигр. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 08:19
Дарья Г.

В центре далекой галактики OJ 287 находятся две черные дыры, одна из которых в сотню раз больше другой. В 2021 году астрономы подтвердили существование пары по изменению яркости объекта. Теперь же ученым удалось доказать, что источником той необычной вспышки была именно малая черная дыра.

Вчера, 12:22
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

Позавчера, 11:12
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

11 июня
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

12 июня
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: