Nieuwigheid: drone die autonoom vliegt dankzij neuromorfe beeldverwerking

ENGINEERINGNET.BE – Onderzoekers hebben een piekend neuraal netwerk ontwikkeld dat signalen van een neuromorfe camera verwerkt en omzet in besturingsopdrachten voor de drone.

Dit netwerk werd geïmplementeerd op Intel’s Loihi neuromorfe onderzoekschip, waardoor de drone zijn eigen beweging kon detecteren en deze in alle richtingen kon besturen.

Het netwerk bestaat uit twee modules. In de eerste module leer je beweging visueel waarnemen aan de hand van signalen van een bewegende neuromorfe camera. Hij doet dat op een geheel onafhankelijke en zelfgestuurde manier.

De tweede module leert hoe u geschatte bewegingen kunt koppelen aan besturingscommando’s. “Dit gebeurde door kunstmatige evolutie in de simulatie, waarbij netwerken die de drone beter bestuurden een grotere kans hadden om nakomelingen te produceren.”

Zo verbeterden neurale netwerken steeds meer de controle, waardoor ze uiteindelijk in staat waren om een ​​gesimuleerde drone in elke richting en met verschillende snelheden, onder verschillende lichtomstandigheden, te laten vliegen. Van donker naar helder en knipperend licht.

Promovendus Stein Stroobants van de TU Delft: “Het netwerk draait gemiddeld tussen de 274 en 1600 keer per seconde. Als we hetzelfde netwerk op een kleine geïntegreerde grafische chip (GPU) draaien, draait het gemiddeld maar 25 keer per seconde, een verschil van een factor ~10-64.”

“Als het netwerk draait, verbruikt de Loihi-chip 1.007 watt, waarvan 1 watt de rest van het vermogen. Het runnen van het netwerk zelf kost slechts 7 milliwatt.”

“Ter vergelijking: de geïntegreerde GPU verbruikt 3 watt, waarvan 1 watt inactief is en 2 watt wordt gebruikt om het netwerk te laten draaien. Daarom resulteert de neuromorfe aanpak in AI die sneller en efficiënter werkt, waardoor deze toepasbaar is op veel kleinere autonome systemen. robots.”

Guido de Croon, hoogleraar bio-geïnspireerde drones aan de TU Delft: “We werken aan kleine autonome drones die ingezet kunnen worden voor toepassingen variërend van het monitoren van gewassen in kassen tot het monitoren van de voorraad in magazijnen.”

“Deze drones zijn erg veilig en kunnen in krappe ruimtes navigeren. Ze kunnen ook goedkoop zijn, zodat ze in zwermen kunnen worden ingezet. Dit is handig voor snelle verkenning van een gebied, indien nodig om mensen te redden of snel een gaslek te lokaliseren. van deze toepassingen hangt af van het verder terugdringen van neuromorfe hardware en het uitbreiden van de mogelijkheden ervan naar complexere taken zoals navigatie.”