Um sistema de inteligência artificial alcançou um marco importante ao vencer múltiplas corridas contra três campeões mundiais de corridas de drones, marcando a primeira vez que a IA venceu humanos num desporto físico.
O sistema de IA chamado Swift, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Zurique, na Alemanha, e da Intel, pode provar seu valor em corridas de drones com visão em primeira pessoa (FPV), um esporte em que os pilotos voam em quadricópteros a velocidades superiores a 100 km/h.
Até agora, os sistemas de IA alcançaram uma série de vitórias notáveis sobre os humanos em uma série de jogos baseados em estratégia, incluindo a vitória do Deep Blue da IBM no xadrez contra Gary Kasparov em 1996 e o AlphaGo do Google derrotando o principal campeão de Go, Lee Sedol, em 2016.
No entanto, os esportes físicos são mais desafiadores para a IA, pois são menos previsíveis do que os jogos de tabuleiro ou videogames.
“Não temos um conhecimento perfeito dos modelos de drones e do ambiente, por isso a IA precisa aprendê-los interagindo com o mundo físico”, explicou Davide Scaramuzza, um dos autores do estudo da Universidade de Zurique.
Até agora, os drones autónomos controlados por IA demoraram o dobro do tempo que os pilotados por humanos para voar através de pistas de corrida, a menos que um sistema externo de rastreio de posição fosse utilizado para controlar com precisão as suas trajetórias.
Mas o novo drone Swift AI, descrito num novo estudo publicado na revista Nature, demonstrou que pode reagir em tempo real aos dados recolhidos por uma câmara a bordo, tal como a utilizada pelos pilotos humanos no desporto.
Os sensores no drone medem a aceleração e a velocidade, enquanto o sistema de IA usa dados da câmera para localizar o drone no espaço e detectar os portões ao longo da pista.
Uma unidade de controle no drone, também baseada em IA, uma unidade de controle, escolhe então a melhor ação para terminar o circuito de corrida o mais rápido possível.
Os pesquisadores dizem que o drone Swift treinou-se para voar em um ambiente simulado por tentativa e erro.
Usando simulações, os cientistas poderiam evitar a destruição de vários drones nos estágios iniciais de aprendizagem, quando o sistema trava com frequência.
“Para garantir que as consequências das ações no simulador fossem o mais próximas possível das do mundo real, projetamos um método para otimizar o simulador com dados reais”, disse a primeira autora do estudo, Elia Kaufmann.
Durante a fase de testes, o drone voou de forma autônoma usando posições muito precisas fornecidas por um sistema externo de rastreamento de posição, ao mesmo tempo que registrava dados de sua câmera.
Ao comparar os dois conjuntos de dados, o Swift poderia aprender a corrigir automaticamente os erros cometidos na interpretação das informações dos sensores a bordo, dizem os cientistas.
A IA logo estava pronta para desafiar alguns dos principais pilotos humanos de drones do mundo – o campeão da Drone Racing League de 2019, Alex Vanover, o campeão da MultiGP Drone Racing de 2019, Thomas Bitmatta, e o tricampeão suíço Marvin Schaepper.
As corridas aconteceram em junho de 2022 em uma pista construída especificamente em um hangar no aeroporto de Dübendorf, perto de Zurique.
(Regina Sablotny)
Nas corridas que decorreram entre 5 e 13 de junho de 2022, numa pista especial desenhada num hangar do aeroporto de Dübendorf, perto de Zurique, Swift conseguiu a volta mais rápida, com meio segundo de vantagem sobre a melhor volta realizada por um piloto humano.
A pista especial – com cerca de 25 por 25 metros de dimensão – foi construída com sete portões quadrados que tinham de ser passados na ordem certa para completar uma volta.
Os drones tiveram que executar manobras desafiadoras para terminar a pista com sucesso, incluindo um recurso acrobático “Split-S” que envolve rolar o drone pela metade e executar um meio loop descendente em velocidade máxima.
Embora o Swift tenha conseguido registrar a volta mais rápida, os humanos são mais adaptáveis do que o drone de IA, que falhou quando as condições eram diferentes daquelas para as quais foi treinado, dizem os cientistas.
No entanto, eles acrescentam que o novo avanço no voo de IA é um caminho importante além das corridas de drones.
“Os drones têm bateria com capacidade limitada; eles precisam da maior parte de sua energia apenas para permanecerem no ar. Assim, ao voar mais rápido aumentamos a sua utilidade”, disse o Dr. Scaramuzza.
A nova pesquisa, segundo os cientistas, pode levar a melhores drones para monitoramento florestal ou exploração espacial, e nos casos em que voar rápido é importante para cobrir grandes espaços em um tempo limitado.
Eles dizem que drones rápidos de IA também podem ser usados para filmar cenas de ação em filmes e também podem “fazer uma grande diferença” para drones de resgate enviados para dentro de um prédio em chamas.
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