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Un algoritmo pianifica il percorso dei droni per evitare gli ostacoli

Rilevare gli ostacoli e pianificare il percorso ideale sono due tra le più difficili sfide dell’informatica, ma i ricercatori del laboratorio CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) del MIT stanno sviluppando un algoritmo che integri le due funzioni, destinato ai droni. Il software permette a un quadricottero di fermarsi su una monetina e di muoversi con agilità in una foresta simulata, composta da 26 ostacoli.

L’algoritmo era già stato usato per pianificare i passi del robot del MIT che ha partecipato al Darpa Robotics Challenge. Lo spazio attorno al drone viene diviso in diversi settori senza ostacoli. Quando due settori vengono a contatto, si identifica uno spazio in cui il quadricottero è libero di muoversi per passare da una parte all’altra senza incidenti. Il ricercatore Benoit Landry spiega il metodo utilizzato in questo modo:

Invece che pianificare il percorso basandosi sul numero di ostacoli, è meglio ragionare inversamente: trovare i segmenti di spazio che sono liberi, in cui il drone può volare. Usando questo approccio è come vedere il “bicchiere mezzo pieno” che è più efficace per far muovere i droni nei posti stretti e pieni di ostacoli.

Il piccolo drone quadricottero utilizzato per i test pesa 34 grammi, misura 92 millimetri e si muove in mezzo agli ostacoli alla velocità di 1 metro al secondo. Gli algoritmi usati sono disponibili online, con anche qualche consiglio su come utilizzarli.

 

Un altro drone, un nuovo algoritmo

Oltre al quadricottero, un altro algoritmo è stato sviluppato per un altro drone dalle sembianze di un aereo ad elica. Nell’individuare gli ostacoli l’algoritmo è simile al precedente, mentre nel scegliere il percorso ci sono delle differenze.

L’approccio utilizzato dal secondo drone è più flessibile, si adatta in tempo reale a qualsiasi situazione. Al momento del lancio, infatti, il piccolo aeromobile non conosce ancora la posizione e la forma degli ostacoli, inizia a muoversi seguendo un percorso predefinito. Quando un ostacolo viene rilevato, il drone analizza tutti i percorsi precedentemente programmati, che vengono chiamati funnels, e sceglie quello che evita qualsiasi impatto. La ricerca del percorso avviene in circa 0,02 secondi. Il tutto risolve anche il problema del vento o di altri fattori inizialmente non previsti.

 

Gli algoritmi sono stati testati su droni a basse velocità, riuscendo a fargli compiere manovre complesse, ma ad alte velocità la difficoltà aumenta notevolmente. I ricercatori del MIT contano in futuro di poter integrare i loro attuali studi con droni più grandi e veloci, per consentirgli di operare agilmente in foreste reali, oltre quelle simulate in laboratorio.
“Una grande sfida per l’industria è determinare quali tecnologie sono pronte per essere utilizzate in situazioni reali”  ha detto Landry. “Il miglior modo per farlo è condurre esperimenti su tutte le casistiche e dimostrare che gli algoritmi funzionano il 99,999% delle volte”.

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