Mozgásban

A jövő drónjai kénytelenek lesznek a madaraktól tanulni

Az ember mindig sokat tanult az állatoktól, és valószínűleg a mesterséges intelligenciának is van mit tanulnia tőlük.

A robotrepülőgépek például rengeteg energiát takaríthatnának meg, ha ki tudnák használni a felfelé haladó légáramlatokat, ami a madaraknak a kisujjukban van (bár nincs feltétlenül kisujjuk). Az MTA-ELTE Lendület Csoportos Viselkedés Kutatócsoport munkatársai éppen ezzel foglalkoznak: az állatok csoportos viselkedésének mechanizmusait kutatják a legmodernebb technológiák segítségével, majd a megszerzett tudást igyekeznek beépíteni a még modernebb technológiákba.

Sok állat együtt jóval összetettebb problémák megoldására is képes, mint amit az egyedek képességeinek egyszerű összeadása alapján várnánk.

Az igazán sok egyedből álló csoportok viselkedése azonban a klasszikus etológiai módszerekkel igen nehézkesen vizsgálható. Viszont a fizika, a statisztikus fizika és a legmodernebb számítástechnikai eljárások megoldást kínálhatnak e problémára, hiszen segítségükkel ma már egészen élethűen és számos faktort egyszerre értékelve lehet modellezni a teljes csoport viselkedését, illetve a környezeti tényezők változását.

Ezzel foglalkozik Nagy Máté, az ELTE Biológiai Fizika Tanszék tudományos munkatársa, az MTA-ELTE Lendület Csoportos Viselkedés Kutatócsoport vezetője. A kutató a Max Planck Ornitológiai Intézetből tért haza, hogy részben továbbra is madarakon kutassa a csoportos viselkedés mechanizmusait, illetve azt, hogy e tudást hogyan lehetne beépíteni autonóm eszközök, például robotrepülők algoritmusaiba. A kutatócsoport szorosan együttműködik a Max Planck Állatviselkedési Intézettel, az Oxfordi Egyetemmel és az ELTE több más tanszékével is.

„A klasszikus etológiai módszereket igyekszünk automatizálni, és az így begyűjtött nagyon nagy mennyiségű adatot próbáljuk újszerű módon elemezni és értelmezni. E célok eléréséhez gyakran új módszereket kell fejlesztenünk, hiszen itt nagy adat (big data) típusú feladatokkal állunk szemben – mondja Nagy Máté. – Az állatcsoportok problémamegoldásaiból akár mi, emberek is tanulhatunk. Hiszen számos olyan köznapi probléma adódhat, amelyben kérdés, hogy azok a mechanizmusok, amelyek néhány fős csoportokban jól működnek, vajon hatékonyak-e nagy csoportok esetében is.”

Kérdés például, hogy az új viselkedésnek az egyedek szintjén is meg kell-e jelennie ahhoz, hogy a csoport optimálisan működjön, illetve hogy egyáltalán optimálisnak tekinthető-e a csoport működése. Vagyis hogy az egyedek közötti lokális viselkedési szabályok hogyan eredményezik az egész csoportra jellemző működést. Ebben az a csodálatos, hogy egészen egyszerű lokális szabályok révén a csoport szintjén olyan bonyolult viselkedések alakulhatnak ki, amelyekről az egyedek nem is tudnak, illetve amelyeket esélyük sem lenne megérteni.

Jó példa erre a hangyák várépítése. Bár nem létezik egy „tervezőhangya”, amely átlátná az egész folyamatot, és felelős lenne a többi hangya irányításáért, a boly együttműködése révén mégis egészen komplex építményeket képesek emelni, szellőző rendszerrel, különböző funkciókra optimalizált helyiségekkel. Hasonló csoportos megoldásokkal találnak gyakran hatékony útvonalat a madárrajok, illetve koordináltan lelnek rá a termikekre, a felfelé irányuló légáramlatokra is. A Max Planck Intézettel való együttműködés révén több száz vadon élő gólyára is erősítettek adatrögzítő eszközöket, amelyek folyamatosan gyűjtik az adatokat.

„A Lendület-pályázaton belül az egyik legfőbb célkitűzésünk a madarak csoportos termikelésének (vagyis siklórepülésének) a vizsgálata. Miközben a vonuló madarak akár több ezer kilométert repülnek egy költözés során, a felszálló termikeket használják arra, hogy magasságot nyerjenek, majd siklással, szárnycsapások nélkül maradhassanak a levegőben – folytatja Nagy Máté. – A termikelés érdekességét az adja, hogy fizikusszemmel nézve a levegő sokdimenziós áramlási térnek tekinthető, amely időben is változik, és fluktuációkat tartalmaz. Ebben a közegben repülnek az egyes madarak, amelyek egymás figyelésével információt nyerhetnek erről a komplex környezetről. Egyik fő kérdésünk, hogy ezt hogyan érik el, és a tőlük nyerhető adatok segítségével hogyan tudjuk modellezni nagy felbontásban a légköri feláramlások szerkezetét és felépítését.”

A termikek leegyszerűsítő modellje szerint e felszálló meleglevegő-áramlatok emelkedő füstoszlopként működnek. A valóságban azonban a termikeken belül rendkívül összetett folyamatok zajlanak, amelyeket a madarak rutinszerűen berepülnek, és viselkedésüket e körülményekhez optimalizálják. Az eltérő magasságokban fújó különböző irányú szelek eltolják a termiket oldalirányba. Ehhez a madaraknak is alkalmazkodniuk kell, illetve a termiken belüli elhelyezkedésétől is függ az emelkedés hatékonysága. Vagyis a madárnak a környezeti ingerekhez igazodva folyamatosan módosítania kell a viselkedését. Ezt teheti a saját maga által érzékelt fizikai ingerek alapján, de ha figyeli a csoportban repülő társai viselkedését, abból is értékes információt nyerhet.

Persze minden madárnak meg kell találnia az egyensúlyt a társak másolása és az egyéni döntések között. Egyik véglet sem jó: ha minden madár a szomszédját követi, akkor az egész csoport pont annyira okos, mint az az egy, amelyiket a többi követi áttételesen. Az sem jó, ha mindenki a saját feje után megy, hiszen akkor nem tudják kihasználni a csoportos életből fakadó információs előnyöket.

A kutatócsoport a madarak – és más kontextusban a patkányok – csoportos viselkedésénél is azt találta, hogy egyensúly áll be az egyéni választás és a társak döntésének utánzása között.

Nagy Máté elmondta, hogy bár a patkányokat, illetve az ő labirintusban való keresésüket a viselkedéskutatás kezdete óta vizsgálják, előttük senki sem végzett kísérleteket a csoportos keresőviselkedésükkel kapcsolatban. Ez annál inkább meglepő, mert természetes körülmények között a patkányok csoportban élnek, és így kutatnak élelem után. A kísérletben azt látták, hogy amikor a patkányok összefutnak a kereszteződésekben, akkor bár úgy tűnik, hogy egymásról tudomást sem véve véletlenszerűen cikáznak ide-oda (vagyis egyéni feltérképező viselkedést folytatnak), valójában nem ez történik.

A statisztikai elemzés során kiderült, hogy a patkány önmagában is hatékony keresési stratégiát követ (emlékszik például a már meglátogatott elágazódásokra), de emellett a társait is figyeli, és az elhelyezkedésük függvényében választ irányt egy útelágazásnál.

Vagyis a kutatócsoport (MTA-ELTE) vizsgálatai egyszerre tárhatják fel a csoportos keresés, illetve repülés mechanizmusait, és a termikek belső szerkezéről is bővíthetik a tudásunkat. Harmadsorban pedig a vizsgálatok alkalmazott ágaként a feltárt viselkedési szabályokat esetleg később robotrepülők algoritmusaiba is be lehet építeni. Ezáltal a vitorlázó drónok elméletben ugyanúgy hasznosíthatnák a termikeket, mint a madarak, vagyis csökkenne az energiafelhasználásuk, és sokkal tovább a levegőben tudnának maradni. Vannak madarak, amelyek kikelésük után szinte azonnal a levegőbe emelkednek, és kis túlzással vitorlázva, szárnycsapás nélkül lebegve élik le az életüket. Ez azonban még odébb van, hiszen a termikek belső szerkezete elképesztően komplex, nehezen modellezhető, és ezért az algoritmust is nehéz felkészíteni rájuk. A madarak viszont kitűnően megoldják ezt a feladatot, így elleshetjük az ő trükkjeiket.

„A madaraktól származó adatokból olyan szimulációt igyekszünk létrehozni, amelyben a szimulált robotrepülő önvezető algoritmusa meg tudja tanulni, hogy hogyan tudja felismerni és a leghatékonyabban használni a termikeket. Ezáltal már viszonylag jól működő önvezérlő rendszert tudunk kipróbálni később a valóságban – mondja a kutatócsoport-vezető. – Ennek megvan a kockázata, hiszen hibás döntés esetén lezuhanhat a vitorlázógép. A robotrepülő akár megfigyelhetné a környezetében repülő madarakat, és az ő viselkedésükből meríthetne információt a termikről.”

Forrás: 24.hu

Related Topics:drón ELTE kontextus kutatócsoport madár mta tanulás

Up Next

Rengeteget mobilneteztek a magyarok idén nyáron

Don't Miss

Egyre többen fogadják el világszerte az automata vezetést

Mozgásban

Széles körben elterjedhet jövőre az időablakos házhoz szállítás

Az időablakos kiszállítás alkalmazására ösztönzik a hazai piaci szereplőket a külföldi webshopok térnyerése nyomán átalakuló vásárlói igények.

Jövőre ezért az e-kereskedelem egyre több szegmensében elérhetővé válhat ez a szolgáltatás. Emellett olyan új szolgáltatásmodellek terjedhetnek el a házhoz szállításban, mint az előfizetéses rendszer vagy a dinamikus árképzés – ezek a trendek fogják meghatározni 2025-ben az e-kereskedelem fejlődését Magyarországon az okoslogisztikai szolgáltatásokat kínáló DODO szakértői szerint.

Mozgalmas évet tudhat maga mögött a hazai e-kereskedelmi piac, amely a hazai webáruházak és a futárcégek számára egyaránt új kihívásokat hozott, s ezek a változások 2025-ben is döntő hatást gyakorolnak az e-kereskedelem és a házhoz szállítási szolgáltatások fejlődésére. Az innovatív logisztikai megoldásaival Európa hat országában jelenlévő DODO szakértői összegyűjtötték azokat a trendeket, amelyek e téren meghatározó szerepet töltenek be az előttünk álló évben.

Az ázsiai webáruházak előretörése ösztönzőleg hat a kiszállítási szolgáltatások fejlesztésére

A hazai webshopokat komoly kihívás elé állítják a határokon túli versenytársaik, amelyek egyre nagyobb szeletet hasítanak ki a magyar vásárlók online költéseiből: az év első felében a külföldi online megrendelések értéke megközelítette, majd a Black Friday idején meg is haladta a belföldi webes vásárlások összegét. Mindez lépéskényszerbe hozza a hazai piaci szereplőket. A megrendelések számának hirtelen, dömpingszerű megugrása a hagyományos eljárások és technológiák alkalmazásával egyre több esetben már nem volt kezelhető, ez pedig bizonyos esetekben fennakadásokat okozott a kézbesítési feladatok teljesítésében. Mivel az ilyen esetek jelentősen befolyásolják a webshopok iránti vásárlói bizalmat, a jövőben a fogyasztók elvárásainak egyre precízebb teljesítése döntő szerepet kap a futárcégek piaci versenyében.

Az időablakos kiszállítás széles körben elterjed, az időkeretek tovább szűkülnek

Az idei év tapasztalatai nyomán már a magyarországi online vásárlók döntő többsége, mintegy 85% szeretné előre tudni, sőt, ki is választani, hogy a futár mikor, melyik napon és azon belül is melyik idősávban kézbesíti a megrendelt terméket. Mivel a vásárlók közel négyötöde szívesebben vásárol olyan webshopokban, amelyek ilyen precíz kiszállítási szolgáltatást kínálnak, 2025-ben az időablakos egyre szélesebb körű térnyerésére érdemes számítani. Nemcsak egyre több terméktípus, e-kereskedelmi szegmens esetén válik majd elérhetővé ez a vásárlóbarát megoldás, de a piaci verseny erősödésével az időablakok is szűkülni fognak, s nem lesz ritka az egyórás kiszállítási időkeret sem.

Mesterséges intelligencia, adatelemzés, robotika

Az időablakos kiszállítás terjedésének hatására 2025-ben még inkább fel fognak értékelődni azok a mesterséges intelligencia és adatalapú megoldások, amelyek a hatékonyság fokozása és a kiszállítások optimalizása révén kiszámíthatóbbá teszik a megrendelések kézbesítését. Mivel a fogyasztói élmény egyre fontosabb a webshopok számára, a vásárlás és a kiszállítás személyre szabhatóságát segítő algoritmusok, illetve AI-megoldások fokozott terjedésére lehet számítani. Elsősorban a csomag nyomon követése, a kézbesítési időablak pontos meghatározása, továbbá a termék egyszerűbb visszaküldésének biztosítása terén várható érdemi előrelépés. Még fontosabbá válik emellett az adatelemzés, amelyre támaszkodva a vállalatok jobban megérthetik a fogyasztók igényeit, és ehhez igazíthatják szolgáltatásaikat. Ez nagymértékben segíti egyebek mellett az aznapi kiszállítás további elterjedését, igazodva ezzel a vásárlók elvárásaihoz. A hatékonyság növeléséhez a logisztikában a raktározási folyamatok automatizálása, a robotika alkalmazása járulhat hozzá.

Stabil kereslet a divatáru, az élelmiszerek és a gyógyszerek házhoz rendelése iránt

Továbbra is eltérően reagálnak a gazdasági környezet alakulására a különböző terméktípusok. A ruházati termékek és kiegészítők, az élelmiszerek, valamint az egészséggel összefüggő árucikkek az idei évhez hasonlóan várhatóan 2025-ben is dobogós helyeken fognak szerepelni az online vásárlások rangsorában. Ezek az alapvető fogyasztási cikkek közé tartoznak, amelyekről utoljára mondanának le a vásárlók, s így ezek értékesítését a külső körülmények változásai kisebb mértékben befolyásolják. Az építőanyagok, a barkácsáru, a lakberendezési cikkek és a járművek, illetve járműalkatrészek iránti érdeklődés ezzel szemben jóval érzékenyebben reagálhat a különböző gazdasági mutatók alakulására.

Új szolgáltatásmodellek elterjedése

A vásárlók és a futárcégek számára egyaránt kiszámíthatóbbá és egyben költséghatékonyabbá teheti a jövőben az online rendelések kézbesítését az előfizetéses modellek elterjedése. Ezek lehetővé teszik, hogy a fogyasztók egy havidíj ellenében korlátlan számban kérjenek házhoz szállítást, s emellett elsőbbségi kiszállítást is igénybe vehetnek, de az új szolgáltatásokat is elsőként próbálhatják ki. Ez a más országokban már látványosan terjedő megoldás nemcsak a vásárlói hűség erősítését segíti, de az „ingyenes kiszállítás” iránti igény kielégítésére is fenntartható alternatívát kínál. Hasonlóképpen szélesebb körben alkalmazhatják 2025-ben a dinamikus árképzés gyakorlatát, egyre több vásárlónak megadva a lehetőséget arra, hogy a kiszállítási díj csökkentése érdekében egy adott napon a csúcsidőn kívüli időszakra kérjék csomagjaik kézbesítését. Ez nemcsak a vásárlók számára jelent megtakarítási lehetőséget, de az eddigi tapasztalatok alapján a webshopok forgalmát is növelheti.

„Az idei év több olyan változást hozott az e-kereskedelemben Magyarországon, amelyekre a vásárlók bizalmának megőrzése és erősítése érdekében a webáruházaknak reagálniuk kell. Várakozásaink szerint 2025-ben a fogyasztók elvárásaihoz igazodva az időablakos kiszállítás még inkább felértékelődik. Így azok az internetes üzletek tehetnek szert előnyre, akik a vásárlók által előre kiválasztott, akár egyórás időkeretekben tudják kézbesíteni az online rendeléseket. Az olyan, általunk is használt innovatív, okoslogisztikai megoldások, mint az adatelemzés vagy a mesterséges intelligencia alkalmazása, kulcsszerepet fognak játszani ebben”

– mondta el Peter Menky, a DODO kereskedelmi igazgatója.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Mozgásban

Forradalom a légi közlekedésben

A légi közlekedés karbonkibocsátása hosszú ideje áll a repülés nagy ökológiai lábnyomát érő kritikák kereszttüzében.

Most azonban egy új fejlesztés ígéri, hogy jelentősen növeli a légi áruszállítás fenntarthatósági szintjét. A Natilus egy innovatív kaliforniai startup, amely a Siemensszel közösen újragondolta az áruszállító repülőgépek tervezését, ötvözve a legmodernebb mérnöki technológiát és a környezettudatosságot.

Blended-wing: aerodinamikai forradalom

A Natilus nevű, innovatív startup San Diegóban, Kaliforniában működik. A cég 2015-ben alakult tapasztalt repülőgépipari és mérnöki szakemberek csapataként, azzal a ”szerény” céllal, hogy forradalmasítsák a légi közlekedést. A vállalat pilóta nélküli áruszállító repülőgépek fejlesztésére specializálódott, amelyek a kevert szárny-test (blended wing body) kialakítás révén nemcsak hatékonyabbak, hanem fenntarthatóbbak is, jelentősen csökkentve az üzemanyag-fogyasztást és a károsanyag-kibocsátást.

„A probléma, amit meg akarunk oldani, az, hogy a légi teherszállítás túl drága, de gyors, míg a tengeri teherszállítás olcsó, de nagyon lassú”

– magyarázza a cég vezérigazgatója.

„Hogy perspektívát adjak: az áruk tengeren történő szállítása Ázsiából az Egyesült Államokba akár egy hónapot is igénybe vehet, de olcsó. A légi szállítás tízszer drágább, viszont két-három nap alatt teljesíthető. A mi megoldásunk az, hogy áthidaljuk ezt a szakadékot, és megőrizzük a légi teherszállítás gyorsaságát, de 50–60 százalékos költségcsökkentéssel közelítsük a tengeri szállítás árkategóriájához. Ezzel a mi repülőgépeink súlykategóriájában a légi teherszállítás válhat az új normává, és a tengeri szállítás szinte eltűnhet.”

A vállalat fejlesztéseinek középpontjában a blended-wing body design, azaz a kevert szárny-test kialakítás áll. Ez az aerodinamikai megoldás nemcsak a hatékonyságot javítja, hanem újraértelmezi a szállítási kapacitást is. Egy-egy repülés során a Natilus gépei akár 50%-kal kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, miközben másfélszer több rakományt képesek szállítani. Ezek az eredmények új mércét állítanak fel a fenntartható légi közlekedésben, és jelentős mértékben csökkenthetik az iparág üvegházhatású gázkibocsátását.

A Natilus már több mint 6 milliárd dollár értékben kapott előrendeléseket világszerte jelentős légitársaságoktól és ügyfelektől, több mint 400 repülőgépre. A cég közlése szerint a teherszállító légitársaságok működési árrése csekély, mindössze három-négy százalék, és csak jó években nyereségesek. Ha a jelenlegi Boeing- és Airbus-flottáikat ilyen gépekre cserélnék, ez az árrés 33 százalékra nőhetne, ami óriási változást hozna az eredményességben.

A cég megoldása egy másik iparági kihívást is kezel – a jól képzett pilóták világméretű hiányát. A becslések szerint az utasszállító forgalom 2035-re megduplázódik, és a teherszállító pilóták várhatóan részt vesznek ennek az űrnek a betöltésében. A Natilus távirányítású rendszerei lehetővé teszik, hogy egyetlen pilóta egyszerre három repülőgépet irányítson.

A Natilus jelenleg három terméket fejleszt- többek közt a Siemens technológiájának segítségével-, amelyek mindegyike szénszálas kompozit vázszerkezetű. Az első egy 19 000 font (kb. 8600 kg) súlyú repülőgép, 90 láb (kb. 27 méter) szárnyfesztávolsággal. A második egy 60 tonnás repülőgép, amely méretében egy Boeing 767-eshez hasonlítható, és elsősorban belföldi szolgáltatásokra szánják az Egyesült Államokban, de képes Európa és Ázsia kiszolgálására is. A zászlóshajó termék egy 700 tonnás modell, amely a Boeing 777-es versenytársa lesz, 10 százalékkal nagyobb szárnyfesztávolsággal, és képes csendes-óceáni repülésre.

A startup fejlesztései egyúttal túlmutatnak az üzemanyag-hatékonyságon. A repülőgépek kialakítása kompatibilis az úgynevezett fenntartható repülőgép-üzemanyagokkal (SAF). Sőt a cégnél felkészültek a jövő hidrogénalapú hajtási technológiáinak implementálására is. A kérdés így már csak az, hogy megoldásaik mikor fognak megjelenni a hétköznapokban.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Mozgásban

Kiberbiztonsági tanúsítványt szerzett az LG

A 3. szintű CSMS tanúsítvány a vállalat innovatív mobilitási megoldásainak digitális biztonságát bizonyítja.

Az LG Electronics (LG) a közelmúltban megszerezte a globális tesztelő és tanúsító ügynökség, a TÜV Rheinland 3. szintű bizonyítványát kiberbiztonsági irányítási rendszerére (CSMS) vonatkozóan. Ez a kategóriában elérhető legmagasabb szintű minősítés, amely jól szemlélteti az LG elkötelezettségét a biztonságos termékfejlesztés, gyártás és valós felhasználói alkalmazás iránt.

A CSMS-tanúsítvány – amely az ISO/SAE 21434 szabványnak és az UN R155 rendelet előírásainak való megfelelést igazolja – ma már 56 piacon kötelező elvárás az autógyártók számára. A minősítés átfogó értékeléseket foglal magában, beleértve olyan szimulált kibertámadásokat is, amelyek célja a biztonsági intézkedések és folyamatok sebezhetőségének azonosítása. Az LG az új CSMS tanúsítvánnyal a másodikról a harmadik szintre lépett, ami a társaság elkötelezettségét mutatja amellett, hogy megfeleljen az egyre szigorodó kiberbiztonsági elvárásoknak.

Az LG az iparág legjobb gyakorlataival összhangban az ASPICE (Automotive SPICE, egy széles körben elismert nemzetközi szabvány az autóipari szoftverfejlesztési folyamatok értékelésére) keretrendszert követi. A számos ismert európai autógyártót tömörítő Automotive Special Interest Group által kifejlesztett ASPICE szisztematikus megközelítést biztosít a járműszoftver-fejlesztési folyamatok értékeléséhez és javításához. Az LG elismerést kapott az ASPICE for Cybersecurity bevezetéséért, amely az ASPICE számos további kiberbiztonsági értékelést tartalmazó kiterjesztése.

Miközben az autóipar egyre inkább a szoftveralapú járművekre fókuszál, az LG továbbra is élen jár a változó kiberbiztonsági kihívások kezelésében. Az olyan globálisan elismert tanúsítványok, mint a CSMS, illetve az ASPICE keretrendszer alkalmazása mellett az LG stratégiai kezdeményezésekkel is megerősítette pozícióját az iparágban, például 2021-ben felvásárolta az izraeli Cybellum autóipari kiberbiztonsági céget.

„Az LG élen jár a legmodernebb biztonsági technológiák és eljárások alkalmazásában, hogy minél megbízhatóbb megoldásokat nyújtson az autógyártók és a végfelhasználók számára” – mondta Eun Seok-hyun, az LG járműipari megoldások üzletágának elnöke. „Folyamatosan fejlesztjük biztonsági rendszereinket, hogy azok a mobilitási ágazatot célzó, egyre kifinomultabb kiberfenyegetésekkel szemben is felvegyék a küzdelmet.”

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!