Helicópteros robóticos que aprenden a volar observando ejemplos
(NC&T) Las acrobacias aéreas logradas por estos helicópteros "inteligentes" son con mucho las más difíciles logradas por cualquier helicóptero controlado por ordenador, según afirma Andrew Ng, el profesor que dirige la investigación en la que han trabajado Pieter Abbeel, Adam Coates, Timothy Hunter y Morgan Quigley.
La deslumbrante exhibición aérea es una demostración importante del aprendizaje mediante la observación, una modalidad en la cual los robots aprenden observando cómo trabaja un experto, en lugar de tener a los ingenieros de software tecleando instrucciones de programación en un intento de forjar desde cero sus habilidades.
El sistema de inteligencia artificial de la Universidad de Stanford aprendió a volar "observando" cómo lo hacían unos helicópteros de alrededor de 1,2 metros de largo manejados por Garett Oku, un piloto experto en control remoto.
De modo que los investigadores contaron con exhibiciones aéreas completas de Oku y otros pilotos mientras se grababa cada movimiento de los helicópteros. A medida que Oku repetía una maniobra varias veces, la trayectoria del helicóptero inevitablemente variaba un poco en cada ocasión. Pero los algoritmos de aprendizaje creados por el equipo de Ng fueron capaces de discernir la trayectoria ideal que el piloto estaba buscando y que no siempre lograba. Gracias a ello, los helicópteros autónomos aprendieron a ejecutar las maniobras mejor y de manera más habitual que el propio Oku.
Un helicóptero robótico en plena maniobra acrobática. (Foto: Ben Tse)
Durante un vuelo, se instala parte de la instrumentación necesaria en el helicóptero, y parte en tierra. Ambas partes monitorizan juntas y de modo constante la posición, dirección, orientación, velocidad, aceleración y el giro del helicóptero. Un ordenador en el terreno procesa los datos, realiza cálculos rápidos y transmite por radio 20 veces por segundo las nuevas direcciones de vuelo al helicóptero.
El helicóptero porta acelerómetros, giroscopios y magnetómetros. Estos últimos utilizan el campo magnético de la Tierra para tener una referencia con la que saber la dirección en la que está orientado el helicóptero. La posición exacta del vehículo se rastrea tanto por un receptor GPS en el aparato volador como por cámaras en el terreno.
Con un helicóptero más grande, todo el instrumental de navegación completo podría ir a bordo.
Existe un fuerte interés en utilizar helicópteros autónomos para buscar minas terrestres en áreas devastadas por la guerra, o para vigilar a tiempo real los puntos críticos de zonas forestales con motivo de un incendio, permitiendo a los bomberos acercarse o alejarse rápidamente de ellos. Los bomberos en la actualidad deben actuar a menudo basándose en información recogida varias horas atrás.
Para que los helicópteros robot puedan realizar con éxito estas peligrosas misiones deben ser capaces por sí mismos de maniobrar tan bien como los mejores pilotos humanos.
