A holland Delft-i Műszaki Egyetem kutatói kifejlesztettek egy idegsejteken alapuló látó-vezérlő mechanizmust, amely lehetővé teszi az autonóm drónrepüléseket. A rovar méretű intelligens repülő robotok az agy biológiai feldolgozását utánozzák tüskés neurális hálózatokon keresztül. A mesterséges rendszer 28 ezer, ötrétegű tüskés neuronból áll, és más látásalapú drónrepülési rendszerekhez képest hatékonyabb és energiatakarékosabb. A látóhálózat 200 Hz-en dolgozza fel a vizuális bemeneti eseményeket, amelyeket  a vezérlőegység tolóerő- és helyzetbeállítási parancsokká alakít. 

A drón hardvere eseménykamerát, neuromorfikus processzort, egylapos számítógépet és repülésvezérlőt tartalmaz. A 994 gramm tömegű, 35 centiméter átmérőjű drón látó-vezérlő egysége képes autonóm módon irányítani a helyzetét a térben, hogy lebegjen, leszálljon és oldalirányban manőverezzen.A 7200 neuronnal és 506 400 szinapszissal rendelkező vezérlő öt rétegben becsüli meg az optikát és a mozgást. A neuromorfikus processzor mindössze 0,94 wattot fogyaszt üresjáratban, és további 7-12 milliwattot a hálózat működtetése közben.

A jelenlegi rendszerek alacsony dimenziójú érzékszervi bemenetekre és csekély motoros műveletekkel járó alapvető feladatokra korlátozódnak. A kutatók szerint a korlát a meglévő beágyazott neuromorfikus processzorok korlátozott hálózati mérete és a tüskés neurális hálózatok betanításával járó nehézségek miatt áll fenn. A korlátokat úgy kerülték meg, hogy a tanulási beállításnál szétválasztották a látást és a vezérlést. Így elkerülték, hogy az eseménygeneráláshoz nagyfrekvenciás, vizuálisan valósághű képeket kelljen létrehozniuk, ami egyébként egy végponttól végpontig tartó tanulási beállításban túlságosan hosszú betanulási időt eredményezne. A kutatók ezért az önfelügyelt tanulást választották, vagyis a neuromorfikus processzor szimulációja útján lényegében megtanítják önállóan látni a drónt annak tényleges eseménykamerájából származó nyers adatok felhasználásával. 

A valós körülmények között végzett tesztek azt mutatták, hogy a neuromorf rendszer sikeresen átültethető a szimulációból a valóságba. A robotkísérletek pedig megerősítették a rendszer teljesítményét, bizonyítva a különböző fényviszonyok közötti kitűnő manőverezhetőséget. 

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: EurekAlert! / Guido de Croon