دانشگاه ETH در زوریخ که یکی از بزرگترین دانشگاه های اروپا بوده و در عظمت آن همین بس که 32 جایزه دار نوبل از این دانشگاه بوده اند و در رشته مهندسی رنک بسیار بالایی دارد، یک تیم تحقیقاتی دارد که فضایی تحت عنوانlying Machine Arena (FMA) برای بررسی مانور های اجسام پرنده و ربات های متحرک تدارک دیده اند. یک فضای قابل حمل که به پرواز خود مختار اختصاص داده شده است. فضایی با ابعاد ده متر مکعب، شامل یک سیستم ضبط حرکت با دقت بالا ، یک شبکه ارتباط بی سیم و نرم افزارهایی که برای ارزیابی و کنترل از الگوریتم های پیچیده ای بهره می برند.
سیستم ضبط حرکت می تواند چندین شیء را در فضا با سرعت بیش از 200 فریم در ثانیه پیدا کند. ممکن است خیلی سریع به نظر برسد ، اما اشیاء موجود در فضا می توانند با سرعت بیش از 10 متر بر ثانیه حرکت کنند و در نتیجه جابجایی های بیش از 5 سانتی متر بین عکس های پی در پی اتفاق بیفتد. این اطلاعات با سایر داده ها و مدل های دینامیکی سیستم ترکیب می شود تا وضعیت اشیاء را در آینده پیش بینی کند.
این سیستم از این دانش در کنار علم کنترل و قوانین تطبیقی یا یادگیری ماشین استفاده می کند تا تعیین کند که چه وسیله نقلیه متحرکی باید وسایل نقلیه بعدی را برای دستیابی به رفتار مورد نظر خود دنبال کنند، از جمله متعادل کردن اجسام یا مشارکت در یک بازی پیچیده. سپس ، از طریق لینک ها بی سیم ، سیستم دستورات را به وسایل نقلیه ارسال می کند ، که آنها با کمک رایانه و سنسورهای روی برد مانند سنسورهای سرعت و شتاب وظیفه خود را در سناریوی مربوطه انجام می دهند.
اگرچه اشیاء مختلفی می توانند در FMA پرواز کنند و مورد استفاده قرار گیرند، دستگاه اصلی مورد نظر به دلیل چابکی ، سادگی مکانیکی و استحکام و قابلیت شناور بودن، کوادکوپتر است. علاوه بر این، کوادکوپتر یک بستر عالی برای تحقیق در زمینه سازگاری و یادگیری است: معادلات آن به خوبی قابل تحلیل و رفتار آن معلوم است، هر چند توصیف رفتار آن به هنگام اجرای مانورهای پر سرعت، به دلیل اثرات پیچیده آیرودینامیکی دشوار است. در این گروه تحقیقاتی با استفاده از الگوریتم هایی که از مدل های ابتدایی استفاده می کنند برای مدل سازی اثرات پیچیده حرکت مقابله استفاده می شو و تقریباً مشخص می گردد که وسیله نقلیه برای انجام یک وظیفه معین چه کاری باید انجام دهد ، و سپس بر اساس داده های پرواز یادگیریو تطبیق انجام می شود.
در ویدیوی زیر یک عملکرد خارق العاده را با استفاده از دو کوادکوپتر می بینیم. یک بخش مربوط به دنبال کردن یک مسیر مطلوب در یک مانور مشخص در شرایطی که یک پاندول روی کوادکوپتر قرار میگیرد و دیگری همکاری دو کوادکوپتر در شرایطی که یک پاندول معکوس توسط یکی از کوادکوپتر ها پرت می شود و توسط کوادکوپتر دیگر روی هوا به تعادل می رسد.
مشاهده این ویدیوی زیبا را که نمایشی جذاب از علم کنترل است به همه ی علاقمندان به علم کنترل پیشنهاد می کنم.