Un drone autonome défie les vents par apprentissage profond

CalTech

Une équipe de CalTech parvient à stabiliser le vol d’un quadrirotor face à des vents de vitesse variée. L’engin embarque un algorithme d’apprentissage profond entraîné sur 12 minutes de données de vol.

La voiture sans conducteur, cela fonctionne plutôt bien par temps ensoleillé et sans intempéries. Dès que tombe la neige, la pluie ou le brouillard, c’est beaucoup plus compliqué. Pour les drones aériens autonomes, c’est un peu pareil, sauf que l’élément perturbateur est surtout le vent. Une équipe du Centre pour les systèmes et technologies autonomes du California Institute of Technology (CalTech), le même laboratoire derrière le robot , s’est attaqué au problème en concevant un système de pilotage autonome basé sur l’apprentissage profond, Neural-Fly. L'algorithme a été embarqué dans un quadrirotor qui a été capable de maintenir la route prévue face à des vents contraires. Le projet erst présenté dans un article de début mai 2022.

Cette recherche concerne les drones qui ne sont pas commandés à distance mais volent en mode autonome sur une route prédéfinie, pour effectuer des missions commerciales comme des livraisons par exemple.

Un drone dans une soufflerie

Le drone a d’abord été envoyé dans une soufflerie de CalTech pour y être confronté à des vents de six vitesses différentes, entre une vitesse nulle et 6,1 mètres par seconde (soit 22 km/h). Au total, 12 minutes de données de vol ont été enregistrées : comportement du drone, altitude, vélocité (vitesse par rapport à un point)… Le tout constituant une base d’entrainement pour des algorithmes d’apprentissage automatique. Le but, comme toujours dans ce genre de projet, étant de permettre au drone de pouvoir extrapoler à partir des situations expérimentées en soufflerie pour s’adapter des conditions jamais rencontrées. La méthode s’écarte des techniques de contrôle adaptatif habituelles dans lesquelles l’engin collecte et analyse des données sur l’environnement du moment, sans référence à des situations passées.

Lors des tests, le drone est retourné voler dans la soufflerie, pour y effectuer diverses figures, comme le montre la vidéo ci-dessus. Par exemple un trajet en forme de 8 en passant à l’intérieur d’un ce[...]

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