Wetenschap
Het zweefvliegtuig zweeft autonoom in het veld. Krediet:Gautam Reddy en Jerome Wong-Ng
Wetenschappers hebben een zelfvliegend zweefvliegtuig gemaakt dat machine learning gebruikt om door stijgende luchtstromen te navigeren, in een experiment dat ons zou kunnen helpen begrijpen hoe vogels migreren.
Zwevende vogels rijden door warmeluchtpassages die bekend staan als thermiek om te vliegen en hoogte te winnen zonder met hun vleugels te hoeven klapperen, al weet niemand precies hoe ze het doen.
Om inzicht te krijgen in welke signalen vogels instinctief gebruiken om een opwaartse beweging op te vangen, onderzoekers van de University of California San Diego rustten een pilootloos zweefvliegtuig uit met een boordcomputer waarmee het op basis van realtime metingen van richting kon veranderen.
Om te helpen navigeren in de steeds veranderende omgeving, ze gebruikten machine learning - het zweefvliegtuig, met een spanwijdte van twee meter (zes voet), leert zichzelf in feite hoe te vliegen door elke variatie in luchtstromingen te evalueren en een beloning te ontvangen voor elke "juiste" beslissing die resulteerde in een grotere hoogte.
In een onderzoek dat woensdag in het tijdschrift is gepubliceerd: Natuur , het team meldde dat na slechts 15 uur testvluchten, het zweefvliegtuig had "geleerd" zijn positie te optimaliseren en een strategie ontwikkeld om de warme opwaartse stroming op te vangen.
"We vinden het erg indrukwekkend omdat het zweefvliegtuig geen voorkennis had over atmosferische fysica of aerodynamica, "Massimo Vergassola, hoofdonderzoeksauteur, vertelde AFP.
Graphic toont:(a) een traject van het zweefvliegtuig dat in Poway zweeft, Californië; (b) een cartoon van het zweefvliegtuig met de verticale windstromen en het koppel dat door het zweefvliegtuig wordt ervaren; (c) de verticale component van de windsnelheid (blauw) en de verticale windversnellingen (rood) die het zweefvliegtuig tijdens een typische vliegsessie ervaart; (d) de hellingshoek van het zweefvliegtuig tijdens dezelfde vliegsessie als (c) en het overeenkomstige koppel dat door het zweefvliegtuig wordt ervaren. Krediet:Gautam Reddy
Terwijl verschillende andere onderzoeken hebben aangetoond hoe snelle machines strategieën kunnen leren of algoritmen kunnen vormen om complexe problemen op te lossen, thermische opwaartse luchtstromen veranderen bijna constant, de taak van de zweefvliegtuigen extra belastend maken.
Door te bestuderen hoe het zweefvliegtuig leerde te reageren op fysieke prikkels tijdens de vlucht, Vergassola en zijn collega's geloven dat vogels ook bepaalde fysieke en visuele aanwijzingen kunnen gebruiken om hen te helpen de thermiek te beklimmen, besparing van vitale energie die nodig is voor lange migraties.
Close-up van een van de zweefvliegtuigen, geaard, gebruikt in het onderzoek. Krediet:Gautam Reddy
Soorten zoals de rosse grutto en de kustvogel, die tot 11 kan vliegen, 500 kilometer (7, 145 mijl) zonder te stoppen, zou dit niet kunnen doen zonder deze vaardigheden.
"De (glider)strategie laat behoorlijk goede prestaties zien in steeds veranderende luchtomgevingen, ' zei Vergassola.
Vogel en zweefvliegtuig in tandemvlucht. Krediet:Phil Richardson, © Woods Hole Oceanografische Instelling
"Wij geloven dat vliegende vogels in feite complexere planningsberekeningen kunnen uitvoeren of extra navigatie-aanwijzingen kunnen gebruiken, zoals wolken."
© 2018 AFP
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com