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

Bridgestone abroncsokkal érkezik az új Yamaha YZF-R9

A Bridgestone BATTLAX RACING STREET RS11 abroncsai kerülnek gyári első szerelésként a Yamaha Motor Co., Ltd. legújabb Supersport modelljére, az YZF-R9-re. Az új generációs sportmotorhoz tervezett prémium teljesítményű abroncsokat a Japánban és Európában forgalmazott modellekhez biztosítja a Bridgestone.

Az YZF-R9 a prémium Supersport kategória legmagasabb szintű teljesítményét és elérhetőségét ötvözi, így vezetési tapasztalattól függetlenül minden motoros számára maximális élményt nyújt. A Yamaha az új modellt a „Re-DNAed Supersport” koncepció alapján fejlesztette, amelynek nyomán a motor örökölte az YZF-R sorozatra jellemző egyedi dizájnt, ötvözve a funkcionális szépséget és a fejlett aerodinamikai megoldásokat. Az YZF-R9 továbbfejleszti a Yamaha hagyományos filozófiáját, amely a motoros és a gép közötti egységet erősíti, mind statikus, mind dinamikus értelemben.

A Bridgestone hosszú távú együttműködésben dolgozik a Yamahával, folyamatosan innovatív megoldásokat és csúcstechnológiás abroncsokat biztosítva a márka motorkerékpárjaihoz. Az YZF-R9-hez készült BATTLAX RACING STREET RS11 abroncsok „Dan-Totsu” termékek, amelyek a motorsportokban szerzett tapasztalatokat és technológiákat ültetik át a kereskedelmi forgalomban elérhető abroncsokba. Az új abroncs mintázata növeli az érintkezési felület merevségét, optimalizálja a futófelület egyensúlyát és nagyobb tapadási felületet biztosít a döntött motor helyzetében. Ennek köszönhetően kiemelkedő kanyarstabilitást és éles, precíz kezelhetőséget nyújt száraz útfelületen is, így tökéletesen illeszkedik az YZF-R9 dinamikus teljesítményéhez.

A „Versenypályáról az utcára” („From Circuit to Street”) koncepció keretében a Bridgestone a versenyzést egyfajta „mobil laboratóriumként” használja, hogy extrém körülmények között tökéletesítse technológiáit és ezeket az újításokat később a mindennapi használatra szánt abroncsok fejlesztésébe ültesse át a. A motorsport-tevékenységeken keresztül a Bridgestone folyamatosan fejleszti Dan-Totsu termékeit és erősíti globális réspiaci stratégiáját a prémium motorkerékpár-abroncsok területén.

A Bridgestone emellett továbbra is elkötelezett a biztonságos és élvezetes motorkerékpár-kultúra kialakítása mellett. Ezen törekvése összhangban áll a Bridgestone E8 kötelezettségvállalásában leírt „érzelem” (Emotion) értékkel is, mely szerint a vállalat elhivatott, hogy izgalmat, inspirációt és örömöt vigyen a mobilitás világába. A Bridgestone célja továbbá, hogy biztosítsa a motorozás vérpezsdítő élményét további 10, 20 és még több éven át.

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

Mozgásban

Dróntechnológia mesterfokon

A Gábor Dénes Egyetem első volt a távoktatásban, napjainkban első a digitális oktatásban.

Az egyetem két évvel ezelőtt Magyarországon elsőként alapított mérnökinformatikai és gazdaságinformatikai mesterképzést dróntechnológia specializációval – az első évfolyam végzős hallgatói a napokban tették le sikeresen a záróvizsgájukat.

A 30 milliárd eurós kereskedelmi és gazdasági célú drónpiac mellett a drónok az élet minden szegmensében jelen vannak. Becslések szerint az ágazat fejlődésének évente több mint 10 milliárd euró értékű gazdasági hatása várható a jövőben. Ehhez a növekedéshez egyre több szakemberre van szükség, akik nem csak a fejlesztésben, hanem a drónok célirányos alkalmazásában is részt vesznek. Az Európai Bizottság becslése szerint 2035-re a pilóta nélküli légi járművek ágazata több mint 100 000 embert foglalkoztat majd.

„A Gábor Dénes Egyetem az elmúlt 3 évtizedben mindig az oktatási innováció élvonalába tartozott. Képzéseinkkel nemcsak követjük a megjelenő munkaerőpiaci igényeket, hanem mind szakmai tartalomban, mind pedig módszertanban új trendeket határozunk meg. Ennek hátterét – legyen az dróntechnológia, mesterséges intelligencia vagy fintech – kiváló oktatóink, minőségi képzési anyagaink és piaci partnereink biztosítják”

– mondta el Dr. Dietz Ferenc, a Gábor Dénes Egyetem elnöke.

A Mérnökinformatikus dróntechnológia specializációval mesterképzés során a hallgatók elméleti és gyakorlati felkészítést kapnak a dróntechnológia műszaki alapjairól, a képfeldolgozás elméleti és gyakorlati megoldásairól, valamint ezek mesterséges intelligencia alapú rendszerekbe integrálásáról. A dróntechnológia területének sokszínűségét mi sem igazolja jobban, mint a kilenc végzős hallgató diplomamunka témáinak gazdagsága: Adatbiztonság, Mesterséges intelligencia alkalmazási lehetőségei az objektumfelismerésben, Hulladéklerakó vizsgálata, Bányaipari alkalmazás, Drónok tengeri, óceáni alkalmazása, Repülésirányítás, Képfeldolgozó szoftver fejlesztése, Gépi tanulási módszerek vizsgálata, Drónok idősoros felvételeinek mezőgazdasági alkalmazása.

„Büszkék vagyunk arra, hogy az első kilenc végzős hallgatónk nemcsak magas színvonalú diplomamunkával és jeles érdemjeggyel zárta a képzést, hanem kiemelkedő kutatási és fejlesztési eredményeket is elért. Bízunk benne, hogy példájukat és szakmai sikereiket követve egyre többen választják a jövőben a mérnökinformatikus mesterképzés dróntechnológia specializációját, hiszen óriási munkaerőpiaci kereslet van a jól képzett szakemberek iránt”

– mondta Dr. Kozma-Bognár Veronika, a Gábor Dénes Egyetem tudományos rektorhelyettese.

A Gábor Dénes Egyetem gyakorlatorientált képzését a jövő szeptemberben megnyíló Drónlabor még magasabb szintre emeli, valamint az intézmény továbbra is aktív szerepet vállal a tudásmegosztásban: tavaly novemberben már második alkalommal rendezte meg a „Dróntechnológia adatfeldolgozási és adatbiztonsági kihívásai” szakmai konferenciáját, amelynek folytatását idén is tervezi.

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

Mozgásban

Bridgestone abroncsokon hasít az új Porsche Macan Electric és Panamera

A Bridgestone-t választotta a Porsche, hogy egyedi gumiabroncsokat fejlesszen az új Macan Electric és Panamera modelljeihez.

Mostantól mindkét jármű egyedi tervezésű Bridgestone Potenza Sport ultranagy teljesítményű gumiabroncsokkal kapható. A Porsche harmadik generációs sportos luxusszedánja, a Panamera személyre szabott Bridgestone Blizzak LM005 abroncsokkal is felszerelhető – ez a Bridgestone első téli gyári első szerelése a neves autómárka számára.

„A Porsche Cayenne-en való együttműködésünk után új utat nyitunk partnerségünkben, hogy olyan prémium gumiabroncsokat kínáljunk, amelyek hozzájárulnak az új Porsche modellek vezetési élményének fokozásához”

– nyilatkozta Steven De Bock, a Bridgestone EMEA régiójának OE alelnöke. „Két „első alkalmat” is ünnepelhetünk – a Panamerához tervezett Bridgestone OE (eredeti gyári felszerelés) abroncsot, valamint az első, kifejezetten elektromos Porsche modell számára fejlesztett abroncsunkat a Macan Electrichez. Izgalmas bemutatni, hogy képesek vagyunk olyan prémium felszerelések széles választékát biztosítani, amelyek segítenek a Porschét vezetőknek abban hogy a legtöbbet hozzák ki ebből a két hihetetlen, ugyanakkor nagyon is különböző autóból.”

Porsche-teljesítmény növelése az első teljesen elektromos SUV-jában

A Porsche Macan Electric egyedi Potenza Sport gumiabroncsa olyan futófelületet és keverékkialakítást alkalmaz, amely fokozza a jármű dinamikus sportos teljesítményét, miközben képes kezelni az elektromos városi szabadidő-terepjáró (SUV) nagy súlyát és nyomatékát. A Bridgestone zászlóshajójának számító, ultranagy teljesítményű gumiabroncsa a Macan Electric egyedi követelményeihez igazítva maximalizálja a kezelhetőséget száraz és nedves úton, valamint nagy sebességnél egyaránt. Mindez a maximalizált fékezési teljesítmény és kényelem, valamint a jármű mintegy 600 km-es hatótávolságának támogatása érdekében optimalizált gördülési ellenállás mellett valósul meg.

A teljesítménybeli előnyöket az ENLITEN technológia teszi lehetővé. Az ENLITEN a Bridgestone következő generációs technológiai platformja, amelyet úgy terveztek, hogy kompromisszumok nélküli teljesítményt nyújtson, a fenntarthatósági jellemzők fokozására összpontosítva. A Macan Electric Európában kifejlesztett és gyártott egyedi abroncsai világszerte hatféle változatban, 20”, 21” és 22” méretben kaphatók.

Egész évben a Porsche Panamera vezetőinek szolgálatában

A Bridgestone két egyedi abroncsmegoldással látta el a Porsche Panamera vezetőit, hogy javítsa járművük teljesítményét az évszakok során. A Porsche Panamera 21”-os Bridgestone Potenza Sport abroncsait az ENLITEN technológiával tervezték, amely fokozza a jármű sportos vezetési tulajdonságait és a vezető kényelmét, miközben alacsony gördülési ellenállást biztosít az energiahatékonyság érdekében. A Panamera testre szabott Potenza Sport ultranagy teljesítményű abroncsai olyan mintázati kialakítást és anyagösszetételt alkalmaznak, amely maximalizálja a száraz és nedves útfelületen nyújtott kezelhetőséget, valamint a nagy sebességnél mutatott teljesítményt.

A Panamera egyedi 20”-os Bridgestone Blizzak LM005 téli felszerelése olyan mintázatot alkalmaz, amely maximalizálja a száraz, nedves és havas kezelhetőséget és fokozza az autó teljesítményét téli körülmények között. Mindezeket az egyedi tervezésű abroncsokat Európában tervezik és gyártják.

Valódi hatás, virtuálisan kifejlesztve

Mindkét projekt fejlesztése során a Bridgestone innovatív virtuális gumiabroncs-fejlesztési technológiáját alkalmazták. A technológia javítja a fejlesztési folyamat hatékonyságát és fenntarthatóságát – a gyári első szerelések fejlesztési szakaszában a nyersanyagfogyasztás és a CO2-kibocsátás akár 60 százalékos csökkenését is eredményezi.

A Bridgestone virtuális abroncsfejlesztése kulcsfontosságú volt a Porsche Macan Electric és a Panamera esetében a Porsche által támasztott követelmények elérésében. A technológiát különösen a testre szabott gumiabroncsok száraz fékezési képességeinek javítására és a járművek fékrendszeréhez való megfelelő illeszkedés biztosítására használták. A virtuális abroncsfejlesztés hozzájárult ahhoz, hogy a Macan Electric dinamikus, sportos viselkedése párosuljon a SUV elektromos jármű nagy tömegével és nyomatékával, és így nagy sebességnél is magas szintű stabilitást biztosítson.

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