La IA vence al dron humano

Los deportes físicos son más desafiantes para la IA porque son menos predecibles

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Un sistema de inteligencia artificial ha logrado un hito clave al ganar múltiples carreras contra tres campeones de carreras de drones de clase mundial, lo que marca la primera vez que la IA vence a los humanos en un deporte físico.

El sistema de inteligencia artificial llamado Swift, desarrollado por investigadores de la Universidad de Zurich en Alemania e Intel, podría demostrar su valía en las carreras de drones con vista en primera persona (FPV), un deporte en el que los pilotos vuelan cuadricópteros a velocidades superiores a 100 kilómetros por hora.

Hasta ahora, los sistemas de inteligencia artificial han logrado una serie de victorias notables sobre los humanos en una variedad de juegos basados ​​en estrategia, incluido el Deep Blue de IBM que ganó al ajedrez contra Gary Kasparov en 1996 y el AlphaGo de Google que derrotó al máximo campeón de Go, Lee Sedol, en 2016.

Sin embargo, los deportes físicos suponen un mayor desafío para la IA, ya que son menos predecibles que los juegos de mesa o los videojuegos.

"No tenemos un conocimiento perfecto de los modelos de drones y del entorno, por lo que la IA necesita aprenderlos interactuando con el mundo físico", explicó Davide Scaramuzza, uno de los autores del estudio de la Universidad de Zurich.

Hasta ahora, los drones autónomos impulsados ​​por IA han tardado el doble que los pilotados por humanos en volar en pistas de carreras, a menos que se utilizara un sistema externo de seguimiento de posición para controlar con precisión sus trayectorias.

Pero el nuevo dron Swift AI, descrito en un nuevo estudio en la revista Nature, ha demostrado que puede reaccionar en tiempo real a los datos recopilados por una cámara a bordo, similar a la que utilizan los corredores humanos en este deporte.

Los sensores del dron miden la aceleración y la velocidad, mientras que el sistema de inteligencia artificial utiliza los datos de la cámara para localizar el dron en el espacio y detectar las puertas a lo largo de la pista de carreras.

Una unidad de control en el dron, también basada en IA, elige la mejor acción para terminar el circuito de carreras lo más rápido posible.

Los investigadores dicen que el dron Swift se entrenó a sí mismo para volar en un entorno simulado mediante prueba y error.

Utilizando simulaciones, los científicos podrían evitar la destrucción de múltiples drones en las primeras etapas de aprendizaje, cuando el sistema falla con frecuencia.

"Para asegurarnos de que las consecuencias de las acciones en el simulador fueran lo más cercanas posible a las del mundo real, diseñamos un método para optimizar el simulador con datos reales", dijo el primer autor del estudio, Elia Kaufmann.

Durante la fase de prueba, el dron voló de forma autónoma utilizando posiciones muy precisas proporcionadas por un sistema externo de seguimiento de posición, al tiempo que registraba datos de su cámara.

Al comparar los dos conjuntos de datos, Swift podría aprender a autocorregir los errores que cometió al interpretar la información de los sensores a bordo, dicen los científicos.

La IA pronto estuvo lista para desafiar a algunos de los mejores pilotos de drones humanos del mundo: el campeón de la Drone Racing League de 2019, Alex Vanover, el campeón de MultiGP Drone Racing de 2019, Thomas Bitmatta, y el tres veces campeón suizo, Marvin Schaepper.

Las carreras tuvieron lugar en junio de 2022 en una pista especialmente diseñada en un hangar del aeropuerto de Dübendorf, cerca de Zúrich.

En las carreras que tuvieron lugar entre el 5 y el 13 de junio de 2022, en una pista especial diseñada en un hangar del aeropuerto de Dübendorf, cerca de Zurich, Swift logró la vuelta más rápida, con medio segundo de ventaja sobre la mejor vuelta de un piloto humano.

La pista especial, de unas dimensiones de unos 25 por 25 metros, se construyó con siete puertas cuadradas que debían pasarse en el orden correcto para completar una vuelta.

Los drones tuvieron que ejecutar maniobras desafiantes para terminar con éxito la pista, incluida una función acrobática "Split-S" que implica girar el dron hasta la mitad y ejecutar un medio bucle descendente a toda velocidad.

Si bien Swift pudo registrar la vuelta más rápida, los humanos son más adaptables que el dron con IA, que falló cuando las condiciones eran diferentes a las que fue entrenado, dicen los científicos.

Sin embargo, añaden que el nuevo avance en el vuelo con IA es un camino importante más allá de las carreras de drones.

“Los drones tienen una capacidad de batería limitada; necesitan la mayor parte de su energía sólo para mantenerse en el aire. Por lo tanto, al volar más rápido aumentamos su utilidad”, afirmó el Dr. Scaramuzza.

La nueva investigación, según los científicos, puede conducir a mejores drones para el seguimiento forestal o la exploración espacial, y en los casos en los que volar rápido es importante para cubrir grandes espacios en un tiempo limitado.

Dicen que los rápidos drones con IA también podrían usarse para filmar escenas de acción en películas y también pueden "marcar una gran diferencia" para los drones de rescate enviados al interior de un edificio en llamas.

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Las carreras tuvieron lugar en junio de 2022 en una pista especialmente diseñada en un hangar del aeropuerto de Dübendorf, cerca de Zúrich.

Regina Sablotny

Swift fue entrenado en un entorno simulado en el que el sistema aprendió a volar según el principio de prueba y error.

Leonardo Bauersfeld

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