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MIT

麻省理工學院的工程師團隊最近開發一套專為無人機設計的VR訓練平臺Flight Goggles,讓無人機可以在空無一物的空間中,「看見」豐富的虛擬場景。

團隊設計Flight Goggles的靈感來自於無人機競速賽,也就是由人類遠端操控無人機快速穿越多種障礙的迷宮,包含窗戶、門等障礙物,團隊開始試想,能否訓練出比人類操作飛行更快速且準確的無人機。

團隊期望在未來的2~3年內,能夠打造出在無人機的競賽中,打敗人類操作的無人機,為了達成這樣的目標,必須重新設計全新的訓練模式。

目前一般訓練無人機的方式,都是在設有障礙物的封閉環境中,訓練無人機快速地飛行,但是若無人機在訓練的過程中,撞擊到障礙物,需要耗費不少成本,工程師就常常需要維修無人機、更換零件。

傳統的訓練方式適合導航型的無人機,這類型的無人機背設計為慢慢地在環境中飛行,繪製中環境的地圖,但是對於快速飛行的無人機就不適合,因為快速飛行的無人機在飛行時,必須能夠很快地處理視覺圖像。

因此,MIT團隊將無人機放在空曠的空間中訓練,透過團隊開發的VR訓練平臺Flight Goggles,搭配了動作擷取系統、提供圖像的程式和相關的電子設備,能夠快速地處理圖像後,傳送到無人機的系統上,能夠大幅地減少無人機撞毀的情況,系統提供也能夠在多種不同的虛擬環境下訓練無人機。

團隊在麻省理工學院體育館31樓的空間中測試無人機,並架設捕捉動作的攝影機來追蹤無人機飛行的方向。團隊透過提供圖像的程式繪製場景,像是公寓、房間等,再將這些虛擬的圖像傳送給無人機。

MIT的團隊表示,無人機在空曠的空間中進行飛行訓練,透過VR創造出的虛擬空間,來學習如何在有障礙物的環境中飛行,無人機系統每秒大約可處理90 Pixel的虛擬圖像,大約是人看圖像速度的3倍。

研究團隊進行了一系列的測試實驗,包含讓無人機穿越2倍機身大小的虛擬窗戶,在10次的測試飛行中,根據捕捉動作的攝影機記錄,無人機以每秒2.3公尺的速度成功穿越虛擬窗戶361次,失敗3次。

在最後的測試中,團隊在測試環境中,架設真實的窗戶,測試結果顯示,無人機確實能夠透過攝影機「看見」真實環境,並做出相對應的動作,團隊採用在虛擬環境中訓練好的導航演算法,在8次的飛行測試中,無人機可以成功穿越真實窗戶119次,只有6次失敗或是需要人工介入。

甚至,該系統還能用來訓練無人機在周遭有人類的環境中飛行,無人機能夠虛擬的環境中辨識人類,且若無人機在虛擬的環境中撞上人類,也是無害的。


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