MIT – Wissenschaftler entwickeln absturzsicheren Algorithmus für Drohnen

MIT – Wissenschaftler entwickeln absturzsicheren Algorithmus für Drohnen

New York, 12.8.2021

Bei Drohnenrennen wird Sieger, wer am schnellsten fliegt – und nicht abstürzt. Bisher waren Abstürze häufig, denn je schnelle Drohnen fliegen, je mehr Probleme entstehen mit der Aerodynmik.

Jetzt haben Luft- und Raumfahrtingenieure am MIT einen Algorithmus entwickelt, der Drohnen hilft, den schnellsten Weg um Hindernisse herum zu finden, ohne abzustürzen. Der neue Algorithmus kombiniert Simulationen einer Drohne, die durch einen virtuellen Hindernisparcours fliegt, mit Daten aus Experimenten mit einer echten Drohne, die denselben Parcours in einem realen Raum durchfliegt.

Die Forscher fanden heraus, dass eine mit ihrem Algorithmus trainierte Drohne einen einfachen Hindernisparcours bis zu 20 Prozent schneller durchflog als eine Drohne, die mit herkömmlichen Planungsalgorithmen trainiert wurde. Interessanterweise war der neue Algorithmus nicht immer in der Lage, eine Drohne während des gesamten Parcours vor ihrem Konkurrenten zu halten. In einigen Fällen verlangsamte er die Drohne, um eine knifflige Kurve zu bewältigen, oder er sparte Energie, um schneller zu werden und den Rivalen schließlich zu überholen.

„Bei hohen Geschwindigkeiten gibt es komplizierte aerodynamische Zusammenhänge, die sich nur schwer simulieren lassen. Deshalb nutzen wir Experimente in der realen Welt, um diese schwarzen Löcher zu füllen und beispielsweise herauszufinden, dass es besser ist, zuerst langsamer zu werden, um später schneller zu sein“, erläutert Ezra Tal, Doktorand am MIT Department of Aeronautics and Astronautics. „Es ist dieser ganzheitliche Ansatz, den wir verwenden, um zu sehen, wie wir eine Flugbahn insgesamt so schnell wie möglich machen können.“

„Diese Art von Algorithmen sind ein sehr wertvoller Schritt auf dem Weg zu zukünftigen Drohnen, die sehr schnell in komplexen Umgebungen navigieren können“, fügt Sertac Karaman, außerordentlicher Professor für Luft- und Raumfahrttechnik und Direktor des Laboratory for Information and Decision Systems am MIT, hinzu. „Wir hoffen wirklich, dass wir die Grenzen so verschieben können, dass sie sich so schnell bewegen können, wie es ihre physikalischen Grenzen zulassen.“

Tal, Karaman und der MIT-Diplomstudent Gilhyun Ryou haben ihre Ergebnisse im International Journal of Robotics Research veröffentlicht.

https://journals.sagepub.com/eprint/SJZWUQV2SVJHURHTMSMZ/full