Drone met AI tech verslaat drones van race kampioenen

Geschreven door

Martin Scholten

Gecontroleerd door

Jolien

Bijgewerkt op

6 september 2023

×

“AI” technologie mag dan slachtoffer zijn geworden van de tech hype cyclus, maar dat er toepassingen zijn voor dergelijke krachtige rekenmodellen staat vast. Silicon Valley is steeds slechter in staat om de schijn op te houden dat “AI” in elk aspect van ons leven een revolutie teweeg gaat brengen. Toch heeft een drone die gebruik maakt van ‘deep reinforcement learning’ “AI” in 15 van de 25 races een drietal drone racing pro’s weten te verslaan.

Winst voor de Universiteit van Zürich

We kunnen dus drone racen toevoegen aan de lijst van sporten waarin eentjes en nullen goede oude neuronen hebben verslagen. Swift AI is de naam van de nieuwe kampioen. De tech is ontwikkeld door de Universiteit van Zürich en is bedrieglijk in haar eenvoud. Het hele systeem bestaat slechts uit 1 drone, een onboard computer, een camera en een inertie sensor. Het resultaat is een drone die na het startschot geheel zelfstandig een circuit af kan leggen waarbij topsnelheden van wel 80 km per uur en krachten tot 5G worden gehaald.

Niet alleen won de drone 15 van de 25 races, het apparaat pakte ook nog eens de snelste ronde. Om het circuit te leren kennen was flink wat tijd nodig, maar het verwerken van de data kost slechts een uur op een standaard computer. De software verkent met 100 banen gelijktijdig het circuit en schat welke de snelste zal zijn. Omdat de software tijdens het snelle vliegen niet alleen kan vertrouwen op de camera, wordt de visuele data ondersteund met de eerder genoemde projecties.

Het is de eerste keer dat zoiets gebeurt in een fysieke sport, dus niet geheel op een computer. De drone vloog echt door een professioneel circuit en niet enkel in simulatie. De drone moest daarbij dealen met steeds veranderende condities, iets waar computers doorgaans veel moeite mee hebben. De drie racers die verloren van de drone, Thomas Bitmatta, Marvin Schäpper en Alex Vanover, kunnen gaan uithuilen bij Garry Kasparov. Die weet hoe het voelt.

Een kleine afstand voor een drone, een grote stap voor autonome drones

Drone racing klinkt misschien niet als een serieuze sport, maar meer als iets wat je lekker vanuit je race game chair kunt doen. Dat valt echter flink tegen, zeker wanneer je bij Beat Saber VR al over je nek gaat. De “piloten” besturen hun drones namelijk in first person met een headset op. Bijhouden wat er gebeurt terwijl je beeld continu alle kanten op draait is niet voor iedereen weggelegd.

Aan de andere kant is een drone hetzelfde kunstje laten doen ook allesbehalve gemakkelijk. Tijdens het leerproces is de drone letterlijk honderden keren gecrasht. Je zou zeggen dat de huidige versie van de technologie daardoor niet geschikt te noemen is voor de jaren geleden voorspelde autonome Amazon drones. Maar het trainen gebeurt dan wel weer geheel virtueel. Na de nodige klappen van de zweep ervaren te hebben, was de Swift drone de betere racer. Analyse na de races liet zien dat Swift consistenter was en krappere bochten nam.

Het proces in het kort

Nadat de Swift “AI” het circuit virtueel heeft leren kennen, wordt de drone in het echt losgelaten. De drone “kent” de route dus al bij voorbaat. Tijdens de race stuurt Swift de data van de camera naar het neurale netwerk die de checkpoints die het circuit markeren herkent. Deze informatie wordt dan gecombineerd met schattingen van de fysieke locatie, oriëntatie en snelheid van de drone om schattingen voor de route uit te stippelen. Een tweede neurale netwerk gebruikt deze schattingen om de drone zelf aan te sturen.

Perfect werkt het nog niet. Ook tijdens de race is Swift meermaals gecrasht. Vooral veranderingen in de belichting van de hal waarin de race plaatsvond, zorgde voor fouten in de besturing. Max Verstappen kunnen we de drone dus nog niet noemen. 40% van de races gingen immer verloren. Maar wanneer alles mee zit, dan is Swift in staat tot Max-achtige praktijken: de snelste tijd die Swift neerzette was een halve seconde sneller dan de snelste door een mens neergezette tijd.

Er gebeurt dit jaar veel op drone tech gebied. Eerder deze zomer ontwikkelde een team onderzoekers een drone die zich zowel te land, ter zee als in de lucht kan voortbewegen.