ทีมวิจัย NTHU สอนโดรนให้บินเหมือนแมลง

ทีมวิจัย NTHU สอนโดรนให้บินเหมือนแมลง

ถึงแม้อากาศยานไร้คนขับ (UAV) จะถูกนำมาใช้ทางด้านการสื่อสารและเกษตรกรรมโดยทั่วไป การใช้งานของอุปกรณ์เหล่านี้กลับไม่ต่อเนื่องด้วยขนาดที่เล็กและมีความจุของแบตเตอรี่ที่จำกัด อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่นานมานี้ ทีมผู้เชี่ยวชาญจากหลายแขนงจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติชิงหวา นำโดยศาสตราจารย์ Tang Kea-tiong จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า และ Lo Chung-chuan จากภาควิชาชีววิทยาศาสตร์ ได้พัฒนาชิปปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่เลียนแบบประสาทตาของแมลงวันผลไม้ ทำให้โดรนสามารถหลบหลีกสิ่งกีดขวางได้โดยอัตโนมัติ ขณะที่ทำงานในโหมดประหยัดพลังงานขั้นสุดหรือ ultra-saving mode

เอกสารประชาสัมพันธ์นี้ประกอบด้วยเนื้อหามัลติมีเดีย ดูอย่างเต็มรูปแบบที่นี่: https://www.businesswire.com/news/home/20200304005029/en/

อากาศยานไร้คนขับส่วนใหญ่ที่ใช้กันในปัจจุบันนี้ใช้การส่งและสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการตรวจจับและหลบหลีกสิ่งกีดขวาง แต่วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้พลังงานเยอะมาก อีกทางเลือกในการหลบหลีกสิ่งกีดขวางคือการใช้เลนส์ออปติกในการจับภาพและวิเคราะห์ภาพ แต่ปริมาณข้อมูลที่ต้องประมวลผลมีขนาดใหญ่เกินไปที่จะสามารถทำได้อย่างรวดเร็ว และวิธีนี้ยังเป็นวิธีที่ใช้พลังงานสูงอีกด้วย

ความมหัศจรรย์ในการหลบหลีกสิ่งกีดขวางของแมลงวันผลไม้ทำให้ Tang ต้องทึ่งและคิดได้ว่าการสร้างประสาทตาจำลองเลียนแบบประสาทตาของแมลงตัวจิ๋วนี้เพื่อนำมาปรับใชกับ AI อาจเป็นเรื่องที่เป็นไปได้

ภารกิจแรกของพวกเขาคือการแก้ปัญหา information overload โดย Tang เผยว่าเซ็นเซอร์ภาพที่ใช้ในกล้องและโทรศัพท์มือถือในปัจจุบันนี้มีพิกเซลหลายล้ายพิกเซล ขณะที่ตาของแมลงวันผลไม้มีเพียง 800 พิกเซลเท่านั้น เมื่อสมองของแมลงวันผลไม้ประมวลผลสัญญาณภาพแบบเป็นเส้นแสดงรูปร่างและความคมชัดของวัตถุ มันจะใช้กลไกการตรวจจับภาพที่กรองข้อมูลที่ไม่สำคัญออกโดยอัตโนมัติ และให้โฟกัสเฉพาะวัตถุที่เคลื่อนไหวที่มีแนวโน้มจะชนเท่านั้น

ทีมวิจัยได้เลียนแบบกลไกการตรวจจับภาพนี้และพัฒนาชิป AI ขึ้น ซึ่งทำให้การใช้สัญญาณมือและเซ็นเซอร์ภาพควบคุมโดรนเป็นเรื่องที่เป็นไปได้

เริ่มแรก โดรนถูกสอนให้โฟกัสกับสิ่งที่สำคัญ และจากนั้นถูกสอนให้ประเมินระยะทางและความเป็นไปได้ที่จะชน เพื่อจุดประสงค์นี้ Lo ได้ทำการตรวจสอบอย่างละเอียดว่าแมลงวันผลไม้มีวิธีตรวจจับการเคลื่อนไหวของแสงอย่างไร ซึ่งเขาได้ประโยชน์อย่างมากจากการใช้แผนที่เส้นทางบินของแมลงวันผลไม้ที่พัฒนาโดยศูนย์วิจัยสมองแห่ง NTHU “การเคลื่อนไหวของแสงคือวิถีที่ถูกทิ้งไว้ในลานสายตาโดยวัตถุที่เคลื่อนไหวที่อยู่ใกล้ ซึ่งสมองจะทำหน้าที่ประเมินระยะของวิถีนั้นเพื่อหลบหลีกสิ่งกีดขวาง” Lo อธิบาย

Tang กล่าวว่าชิป AI ที่พัฒนาโดยทีมวิจัยของเขาแสดงให้เห็นถึงการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ทางด้านการประมวลผลในหน่วยความจำ ขั้นแรก คอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือจะเคลื่อนย้ายข้อมูลจากหน่วยความจำไปยังหน่วยประมวลผลกลางของซีพียูและเมื่อประมวลผลเสร็จแล้ว ข้อมูลจะถูกย้ายกลับมาเพื่อจัดเก็บในหน่วยความจำ กระบวนการนี้ใช้พลังงานและเวลาในกระบวนการ deep learning ของ AI มากถึง 90% ในทางตรงข้าม ชิป AI ที่พัฒนาโดยทีมวิจัยของ NTHU ซึ่งจำลองจุดประสานประสาท ซึ่งสามารถประมวลผลในหน่วยความจำได้ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานขึ้นอย่างมาก

ดูเนื้อหาต้นฉบับที่ businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/20200304005029/en/