L'intelligenza artificiale sconfigge il drone umano

Gli sport fisici sono più impegnativi per l’intelligenza artificiale poiché sono meno prevedibili

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Un sistema di intelligenza artificiale ha raggiunto un traguardo fondamentale vincendo numerose gare contro tre campioni di corse di droni di livello mondiale, segnando la prima volta che l’intelligenza artificiale ha battuto gli umani in uno sport fisico.

Il sistema di intelligenza artificiale chiamato Swift, sviluppato da ricercatori dell’Università di Zurigo in Germania e Intel, potrebbe dimostrare il suo coraggio nelle corse di droni con visuale in prima persona (FPV), uno sport in cui i piloti pilotano quadricotteri a velocità superiori a 100 km/h.

Fino ad ora i sistemi di intelligenza artificiale hanno ottenuto una serie di straordinarie vittorie sugli esseri umani in una serie di giochi basati sulla strategia, tra cui Deep Blue di IBM che ha vinto a scacchi contro Gary Kasparov nel 1996 e AlphaGo di Google che ha sconfitto il campione di Go Lee Sedol nel 2016.

Tuttavia, gli sport fisici sono più impegnativi per l’intelligenza artificiale poiché sono meno prevedibili rispetto ai giochi da tavolo o ai videogiochi.

"Non abbiamo una conoscenza perfetta dei droni e dei modelli ambientali, quindi l'intelligenza artificiale deve apprenderli interagendo con il mondo fisico", spiega Davide Scaramuzza, uno degli autori dello studio dell'Università di Zurigo.

Finora i droni autonomi guidati dall’intelligenza artificiale impiegavano il doppio del tempo rispetto a quelli pilotati dagli esseri umani per volare attraverso le piste, a meno che non venisse utilizzato un sistema esterno di rilevamento della posizione per controllare con precisione le loro traiettorie.

Ma il nuovo drone Swift AI, descritto in un nuovo studio sulla rivista Nature, ha dimostrato di poter reagire in tempo reale ai dati raccolti da una telecamera di bordo, proprio come quella utilizzata dai corridori umani in questo sport.

I sensori sul drone misurano l'accelerazione e la velocità mentre il sistema AI utilizza i dati della fotocamera per localizzare il drone nello spazio e rilevare i cancelli lungo la pista.

Un'unità di controllo nel drone, anch'essa basata sull'intelligenza artificiale, un'unità di controllo, sceglie quindi l'azione migliore per finire il circuito di gara il più velocemente possibile.

I ricercatori affermano che il drone Swift si è addestrato a volare in un ambiente simulato attraverso tentativi ed errori.

Usando le simulazioni, gli scienziati potrebbero evitare di distruggere più droni nelle prime fasi dell’apprendimento, quando il sistema spesso si blocca.

"Per garantire che le conseguenze delle azioni nel simulatore fossero il più vicine possibile a quelle nel mondo reale, abbiamo progettato un metodo per ottimizzare il simulatore con dati reali", ha affermato il primo autore dello studio Elia Kaufmann.

Durante la fase di test, il drone ha volato in modo autonomo utilizzando posizioni molto precise fornite da un sistema di localizzazione esterno, registrando anche i dati dalla sua telecamera.

Confrontando i due set di dati, Swift potrebbe imparare a correggere automaticamente gli errori commessi nell'interpretazione delle informazioni provenienti dai sensori di bordo, dicono gli scienziati.

L'intelligenza artificiale è stata presto pronta a sfidare alcuni dei migliori piloti di droni umani del mondo: il campione della Drone Racing League 2019 Alex Vanover, il campione della MultiGP Drone Racing 2019 Thomas Bitmatta e il tre volte campione svizzero Marvin Schaepper.

Le gare si sono svolte nel giugno 2022 su una pista appositamente costruita in un hangar dell'aeroporto di Dübendorf vicino a Zurigo

Nelle gare che si sono svolte tra il 5 e il 13 giugno 2022, su una pista speciale progettata in un hangar dell'aeroporto di Dübendorf vicino a Zurigo, Swift ha ottenuto il giro più veloce, con mezzo secondo di vantaggio sul giro migliore realizzato da un pilota umano.

La pista speciale – di circa 25 x 25 metri di dimensione – era costruita con sette cancelli quadrati che dovevano essere superati nell'ordine giusto per completare un giro.

I droni hanno dovuto eseguire manovre impegnative per terminare con successo la pista, inclusa una funzione acrobatica "Split-S" che prevede il mezzo rotolamento del drone e l'esecuzione di un mezzo giro discendente a tutta velocità.

Mentre Swift potrebbe registrare il giro più veloce, gli esseri umani sono più adattabili del drone AI, che ha fallito quando le condizioni erano diverse da quelle per cui era stato addestrato, dicono gli scienziati.

Tuttavia, aggiungono che la nuova svolta nel volo con intelligenza artificiale è un passo importante oltre le corse dei droni.