Autonomie PRE2 Groep1

From Control Systems Technology Group

Jump to: navigation, search


Navigatie
Overzicht Pagina's
Home Autonomie Concurrentie Wetgeving
Week 1 Veiligheid Privacy Prototype
Week 2 Enquête Commerciële Analyse Producteisen
Week 3 Project Doelen
Week 4
Week 5
Week 6
Week 7
Week 8
Logboek

Samenvatting

Op deze pagina beschrijven we in hoeverre het mogelijk is om een autonome bezorgingsdrone te maken met huidige technologieën. Ook kijken we naar de toekomst.

Huidige stand van zaken

Autonome auto's

Er is al veel onderzoek gedaan naar autonome auto's, en de eerste autonome auto's zijn ook al bijna op de markt. De technologie kan natuurlijk niet een op een overgezet worden naar autonome drones, maar verschillende aspecten kunnen wel gebruikt worden.

Tegenwoordig is het mogelijk om (bijna) geheel autonome auto's te maken. Deze auto's kunnen zelfstandig door het verkeer navigeren en verkeerssituaties inschatten[1]. Veel van de technieken die gebruikt worden bij autonome auto's kunnen waarschijnlijk ook gebruikt worden in autonome drones. Een voorbeeld van een technologie die voor autonome auto's wordt gebruikt en die volgens ons ook gebruikt zou kunnen worden in autonome drones is autonome navigatie en map building door middel van lasers[2].

DARPA, een organisatie van het Amerikaanse ministerie van defensie, houdt elk jaar een competitie voor autonome auto's, de DARPA Grand Challenge[3]. Dit soort competities heeft enorm geholpen om de technologie te bevorderen[4], vergelijkbare competities voor drones zouden hetzelfde effect kunnen hebben.

Collision Avoidance

Het belangrijkste aspect voor een autonome drone is dat hij nergens tegen aan vliegt. Dit is op 2 manieren op te lossen. Je kunt bepaalde "snelwegen" in de lucht toewijzen die door de drones gebruikt kunnen worden en het enige dat de drone dan hoeft te doen is deze snelweg volgen. Een voorwaarde is dan wel dat er geen obstakels op deze snelweg zijn. Een tweede optie is collision avoidance; de drone detecteert dat er een obstakel is waar hij tegen aan kan vliegen en neemt daarnaa maatregelen om een botsing te voorkomen. Het nadeel hiervan is dat de drone compleet uit de verkeerde richting op zou kunnen gaan vliegen als hij veel obstakels tegenkomt. Een tussenoptie zou zijn dat de drone zo veel mogelijk een snelweg volgt en dat wanneer hij een obstakel detecteert hij dit ontwijkt en daarna altijd probeert terug te keren naar de snelweg. NASA is bijvoorbeeld al bezig met de ontwikkeling van zulke snelwegen[5].

Een, naar onze mening, interessante manier van collision avoidance is om zogenaamde artificial force fields te gebruiken in combinatie met reinforcement learning[6]. Deze methode maakt het mogelijk om aan obstakels een soort afstotende kracht toe te kennen en aan het doel een soort aantrekkende kracht. De drone zal dan uit zichzelf met behulp van reinforcement learning uiteindelijk het beste pad zoeken. Dit is een flinke stap in de richting van volledige autonomie, echter is deze technologie nog niet geperfectioneerd en is het dus nog niet geschikt voor praktische toepassingen.

Autonome Drones

Er is veel onderzoek naar autonome drones, onder andere van DARPA en Google. Zo heeft Google Project Wing opgestart[7]. Dit is ook een drone delivery systeem vergelijkbaar met het onze. De mate van autonomiteit is in dit project ook vergelijkbaar omdat de drones van Google naar een GPS locatie vliegen en daar een pakketje droppen.

Iets veelbelovender onderzoek op het gebied van autonomie wordt gedaan door DARPA, een organisatie van het Amerikaanse ministerie van defensie. DARPA doet veel onderzoek naar autonome drones, zo hebben ze drones uitgerust met een zogenaamde neuromorphic chip[8]. Deze chip moet een simpel brein nabootsen en op die manier de drones een stuk autonomer maken, dit is een veelbelovende onderzoeksrichting. DARPA is daarnaast ook bezig om een groep "domme" drones samen te laten werken om zo gezamenlijk een hogere mate van autonomie te bereiken[9]. Dit is ook interessant voor ons systeem aangezien er uiteindelijk een vloot aan delivery drones zal zijn en die zouden kunnen samenwerken om bijvoorbeeld een stad in kaart te brengen.

Toekomst

Gezien de huidige ontwikkelingen in de auto-industrie, waar volledig autonome auto's al mogelijk zijn, en het onderzoek dat nu al plaatsvindt naar autonome drones, bijvoorbeeld door organisaties als DARPA, denken wij dat het binnen 2 tot 5 jaar mogelijk moet zijn om een (bijna) volledig autonome drone te realiseren.

Referenties

  1. Autonomous cars in RULE
  2. High accuracy navigation using laser range sensors in outdoor applications
  3. DARPA Grand Challenge - Wikipedia.org
  4. Autonomous behavior in cars - DARPA challenge
  5. NASA air highways for drones - Motherboard.vice.com
  6. Artificial Force Fields and Reinforcement Learning
  7. Google X Project Wing - Extremetech.com
  8. DARPA Autonomous Drones Neuromorphic Chip - Extremetech.com
  9. DARPA Autonomous Drones - Geek.com
Personal tools