ทีมวิจัย CSAIL แห่งสถาบัน MIT ได้เผยแพร่คลิปแสดงความสามารถของอัลกอริทึมที่พัฒนามาสำหรับโดรน ทำให้มันสามารถบินผ่านพื้นที่ซึ่งมีสิ่งกีดขวางจำนวนมากได้อย่างแม่นยำ

เดิมทีทีม CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) ได้สร้างอัลกอริทึมมาเพื่อกำหนดการย่างก้าวให้แก่หุ่นยนต์ Atlas ซึ่งเข้าร่วมการแข่งขันหุ่นยนต์ DARPA Robotics Challenge เมื่อปีก่อน (มีเผยแพร่ให้ผู้สนใจเข้าไปดูได้ที่นี่) โดยมันจะคอยประมวลผลเพื่อหาว่าพื้นที่ไหนปลอดภัยสำหรับการวางเท้าของหุ่นยนต์ มาตอนนี้อัลกอริทึมดังกล่าวได้รับการต่อยอดให้สามารถใช้งานในเชิง 3 มิติได้ และทำให้มันเหมาะต่อการกำหนดเส้นทางบินของโดรน

ทีม CSAIL ได้สร้าง "ป่าจำลอง" โดยการเอาท่อ PVC หลายเส้นมาตั้งดิ่งเกาะกลุ่มกันเปรียบเสมือนลำต้นของต้นไม้ในป่า แล้วใช้เชือกขึงไปมาระหว่างท่อแต่ละเส้นเพื่อจำลองสภาพการกีดขวางของกิ่งไม้ทั้งหลาย จากนั้นก็ใช้อัลกอริทึมควบคุมโดรน 4 ใบพัดขนาดจิ๋วให้บินผ่านป่าจำลองนั้นจากด้านหนึ่งทะลุไปออกอีกด้านหนึ่งได้โดยไม่ติดขัด

มุมมองในการพัฒนาอัลกอริทึมคือแทนที่จะมุ่งเน้นหาว่าในอาณาบริเวณโดยรอบนั้นมีสิ่งกีดขวางขนาดใดและมากน้อยเท่าไหร่ หากแต่จะมองในมุมกลับโดยเน้นหาว่าในบริเวณนั้นมีช่องว่างพื้นที่ใดที่โดรนสามารถแทรกตัวอยู่ได้บ้าง จากนั้นจึงกำหนดขนาดและตำแหน่งของห้วงพื้นที่ว่างนั้นโดยเปรียบเสมือนชิ้นส่วน "บล็อกตัวต่อ" เมื่อนำ "บล็อกตัวต่อ" เหล่านั้นมาต่อเรียงกันก็จะสามารถค้นพบเส้นทางการบินที่เหมาะสมสำหรับโดรนได้ ด้วยการคิดในลักษณะนี้ทำให้โดรน 4 ใบพัดของ CSAIL สามารถเลือกเส้นทางการบินที่เป็นไปได้ในระหว่างที่มันกำลังบินอยู่กลางอากาศ

ทว่าเท่านั้นยังไม่พอ CSAIL ยังมีโครงการพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับการบินของโดรนที่มี 2 ปีกแบบเครื่องบินด้วย ความแตกต่างที่ท้าทายของการใช้งานโดรนชนิดนี้คือความเร็วที่เหนือกว่า ซึ่งมาพร้อมข้อจำกัดที่ไม่สามารถหยุดนิ่งกลางอากาศ ทั้งยังไม่สามารถเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวดิ่งหรือเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่อย่างกะทันหันได้ นั่นหมายถึงมันไม่มีเวลาที่จะ "คิดหาเส้นทางบิน" ได้นานเหมือนอย่างโดรน 4 ใบพัด

แนวคิดเพื่อข้ามข้อจำกัดในการควบคุมการบินของโดรน 2 ปีก จึงเป็นการสร้างไลบรารีเส้นทางการบินขึ้นมาหลายๆ ทางเลือก โดยการจำลองเวิ้งเส้นทางบินในรูปทรง "กรวย" กลางอากาศด้านหน้าของโดรน ซึ่งอิงตามข้อจำกัดเรื่องการเคลื่อนที่ของโดรนชนิดนี้ที่จะพุ่งไปด้านหน้าตลอดเวลา โดยอาจบินขึ้น-ลง หรือเบนซ้าย-ขวาได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่ง "กรวย" นี้จะเป็นตัวแทนแสดงตำแหน่งที่โดรนสามารถบินไปได้ในชั่วขณะหนึ่งเท่านั้น เมื่อนำเอา "กรวย" ของแต่ละขณะมาเชื่อมต่อกัน โดยตัด "กรวย" ที่เจอสิ่งกีดขวางออกไปแล้ว (ซึ่งสิ่งกีดขวางเหล่านี้จะถูกโดรนตรวจจับเจอได้ในระหว่างบินด้วยเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบใช้แสง) ก็จะเหลือผลลัพธ์เป็นแนวการบินที่ปลอดภัยสำหรับโดรน

ที่ผ่านมาข้อจำกัดทางเทคนิคของระบบกำหนดเส้นทางการบินคือการเลือกใช้ระบบประมวลผลและอัลกอริทึมที่ตอบสนองได้ไวเพียงพอที่จะสั่งกลไกเปลี่ยนทิศทางการบินของโดรน 2 ปีกได้ทันท่วงที ไม่นับเรื่องจำนวนท่าการบินที่แยกย่อยออกเป็น 6 ทิศ กับอีก 3 แกนการหมุน (pitch, roll, yaw) ที่ต้องอาศัยชิ้นกลไกในภาคเชิงกลมาทำให้โดรนเปลี่ยนแนวการบิน งานของ CSAIL นี้สามารถเอาชนะโจทย์ดังกล่าวด้วยแนวคิดเรื่อง "กรวย" ซึ่งแทนที่จะต้องเค้นให้ระบบหาเส้นทางทั้งหมดให้เสร็จสิ้นในคราวเดียว ก็เปลี่ยนมาเป็นการปล่อยให้ระบบคิดแบบช็อตต่อช็อตแทน ทำให้การบินไปคิดไปทำได้จริงเหมือนมีนักบินคอยควบคุม

แม้ว่าก่อนหน้านี้จะมีการพัฒนาระบบหลีกเลี่ยงการชนแบบอัตโนมัติของโดรนเผยแพร่ออกมาระยะหนึ่งแล้ว แต่งานวิจัยของ CSAIL ทั้ง 2 ชิ้นที่แสดงให้เห็นในคลิปนี้ได้แสดงความสามารถอีกขั้นหนึ่งของการใช้โดรนในพื้นที่แคบๆ ได้เป็นอย่างดี ไม่ถูกจำกัดไว้แค่การบินในที่โล่งๆ หรือป่าโปร่งอีกต่อไป

ที่มา - MIT News