インドのチームが人間のように考えることができる自動運転アルゴリズムを開発

[51CTO.com クイック翻訳]インド工科大学 (IIT マドラス) の研究者らは、人間のように考え、航空機や地上車両が混雑した環境で自律的に移動できるようにする、高速で効率的な「動作計画」アルゴリズムを開発した。

研究チームによれば、このアルゴリズムは「一般化形状拡張」（GSE）と呼ばれる新しい概念に基づいて開発されたもので、自律走行車の安全かつ動的に実現可能な軌道を計画することができるという。

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現在利用可能な最も高度なモーション プランニング アルゴリズムの多くと比較すると、このインドのアルゴリズムはより優れた結果を達成できます。

研究チームによると、この技術は「安全」ゾーンを計算するための斬新な手法を採用しているため、自動運転車、災害対応、ISR活動、ドローンによる空中配達、惑星探査など、効率性が極めて重要となる多くのルート計画シナリオで重要な支援を提供するという。

無人航空機（UAV）は、捜索救助任務のために災害地域の調査や残骸のスキャンによく使用されます。研究者らは、ドローンの飛行経路を迅速に計画する必要があるこのような用途において、このアルゴリズムが重要な役割を果たす可能性があると述べている。

この研究は、インド工科大学マドラス校航空宇宙工学科の助教授サタダル・ゴーシュ氏が主導し、AIAA Journal of Guidance, Control and DynamicsやIEEE Con​​trol Systems Lettersなどの国際的に有名な学術誌、またIEEE Decision and Control Conference (CDC)、American Control Conference (ACC)、AIAAなどの一流会議で複数の研究論文として発表されています。

チームには、テキサス大学オースティン校の博士研究員でインド工科大学マドラス校の卒業生であるヴルシャブ・ジナージ氏、ポーランドのワルシャワ工科大学の大学院生であるアドゥヴァイス・ラムクマール氏、ニキル・P・シュワブ氏が含まれています。

「GSE ベースのアルゴリズムは、環境内の広い「可視」領域からなる「安全」ゾーンを計算することによって機能し、GSE ベースのアルゴリズムは、航行可能性を確保するように計画します」と Zinage 氏は述べています。

「その後、アルゴリズムは『見える』領域内の点をランダムに選択し、安全な『エッジ』を介して現在の安全に到達可能な領域に接続します」とジナージュ氏は述べた。「最終的には、アルゴリズムは環境内の任意の 2 つの点をほぼ常に接続でき、特定の基本基準を満たします。」

研究者は、GSE ベースのアルゴリズムの主な利点は、他のいくつかの従来の動作計画アルゴリズムと比較して計算効率が大幅に向上していることだと説明しました。

これにより、GSE ベースのアルゴリズムは、緊急事態のシナリオを計画するのに特に適しています。

「このアルゴリズムは、計算コストの高い衝突チェックモジュールを使用するのではなく、人間が「安全な」空間を判断するのと同様に、環境内の一点から到達可能な最大の自由空間である「一般化された形状」という新しい概念を活用します」と、Adhvaith Rajkumar 氏は述べています。

このアルゴリズムは本質的に環境の調査速度を向上させ、GSE ベースのアルゴリズムでは初期領域とターゲット領域を接続するために非常に少ない反復しか必要としません。

「動作計画」アルゴリズムの応用について説明して、インド工科大学マドラス校航空宇宙工学科の助教授サタダル・ゴーシュ氏は、「当社のアルゴリズムを搭載したドローンは、災害管理や対応のシナリオで重要な役割を果たすことができます」と述べました。

「地震などの災害が発生すると、被災地を調査し、捜索救助活動のために残骸をスキャンするためにドローンが派遣されることが多い」と同氏は述べた。「ドローンの飛行経路は事前に素早く計画する必要があるため、当社のアルゴリズムはこうした用途で重要な役割を果たすことができる」

「一般的に言えば、GSE に基づくこのタイプのアルゴリズムは、倉庫の資材輸送、プロジェクト完了検査、ドローン配達、災害管理、自動運転車など、自律アプリケーションにおいて幅広い可能性を秘めています。このアルゴリズムは、複数の車両環境で協調動作を行うための戦略を開発するためにも使用できます」と彼は述べています。

チームによれば、この研究の現状は、GSE アルゴリズムの理論的な開発と改良、および現実世界のシミュレーションに基づく広範な検証に限られている。

研究者らは近い将来、これらのアルゴリズムをドローンや地上車両に適用することを計画している。

「機内センサーからの位置情報が限られている場合や、情報収集・監視・偵察（ISR）活動やローバーを使った惑星探査など、動的に変化する重要なミッション要件のためにミッションが車両の動きに介入する場合など、動的な環境では頻繁かつ迅速な動作の再計画が必要になることが多い」とゴーシュ氏は述べた。

「私たちの現在の研究は、この場合でも、環境内のさまざまなポイントで計算された可視領域の一意性により、GSE ベースのアルゴリズムによってリアルタイムの動作計画がはるかに容易になることを示している」と Ghosh 氏は述べた。

[51CTOによる翻訳。パートナーサイトに転載する場合は、元の翻訳者と出典を51CTO.comとして明記してください]