微軟釋出開源的無人機訓練模擬器Airsim
微軟釋出開源的無人機訓練模擬器Airsim

無人機或無人車的開發者總有一種困擾,那就是要驗證AI究竟管不管用,免不了要打造機體,找空曠的地方測試是否會墜機或撞車等,發生不少損壞意外。好在微軟(Microsoft)針對無人機開發了AirSim模擬器且以MIT授權開源釋出 ,讓無人機、無人車的AI演算法可以在模擬的世界先好好測試一番。

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圖/ Microsoft

微軟的AirSim基於Unreal 3D遊戲引擎 ,提供一個非常高級細膩的虛擬世界,其中道路、樹木、房屋、電纜等障礙物一應俱全,陰影、反射也十分細緻,畫面的解析度、擬真度極高。用來訓練無人機、無人車的AI時,在這個極其逼真的世界裡可以盡情測試,不必擔心發生損害真實事物的風險。微軟表示,希望透過此舉幫助「機器人開發的民主化」,幫助資本有限的個人、研究人員和小公司,也能好好測試自己開發的無人機或無人車。

為什麼要在虛擬世界而不是真實世界中測試無人載具呢?主要是因為無人載具在移動的過程中,AI要學習區分陰影、實心物體、深色牆壁的差別,這要對其類神經網路做大量「訓練」,如果你把無人機造出來,讓它在真實世界進行訓練與測試,你可能要經歷多次花費昂貴的失敗;改在虛擬世界進行時,你就不用怕這些損失,而且本來在真實世界不方便也不能進行的,你都可以大膽地一再進行了!例如說虛擬世界的住宅區、高速公路等,這樣就避免在真實世界進行上的許多限制。如果你的無人機在住宅區測試,AI失手墜機了,砸傷人或損壞車子、房屋,不單打造無人機的費用沒了,還可能要負擔鉅額的保險理賠。

當然,因為是模擬的,所以也允許改變場景的體積大小與時間速度,來更有效率地訓練AI系統。為了好好「教育」無人機,所以這個軟體也要保持對真實世界模擬的高度準確,微軟表示,其模擬器會保持運用圖形處理技術的最新進展,提供最接近真實世界的細節,陰影、陽光眩光、陰霾和道路表面積水等都必須精確模擬好,這樣子AI才能好好學習。

此外,根據微軟的Ashish Kapoor在公司網誌文章中的說法,它應該也適用於任何類型的機器人,所以長腳的機器人應該也能受益。其他用途上,如果你有玩遙控飛機,也可以接搖桿或XBOX控制器,在這個模擬器裡面好好練習飛行技術呢。

本文授權轉載自:科技新報

關鍵字: #無人機
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導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?
導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?

當無人機、無人船失去衛星定位訊號,還能繼續完成任務嗎?這道問題不只考驗導航設備的精度,更牽涉不同技術如何搭配,才能兼顧成本、可靠性與實際部署需求。

要理解自主載具如何在衛星訊號中斷時持續導航,得先認識「慣性導航」。互宇向量執行長鍾宏彬拿棒球作比喻:投手把球投出去後,球沒有GPS或遙控器,仍會依照出手角度、力量與旋轉向前運動。慣性導航則透過感測加速度與旋轉變化,持續推算載具的姿態、速度與位置。不過,慣性導航的誤差會隨時間累積,衛星定位訊號一旦中斷,位置推算也可能逐漸偏移。因此,自主載具需要不同定位與感測技術相互配合。2022年成立的互宇向量,便從這項需求切入,協助客戶選擇適合的導航技術,並將系統整合到產品中。

先定義任務,再決定導航規格

「以終點當起點。」鍾宏彬如此形容互宇向量的產品開發原則。相較於先提供設備、再由客戶自行整合,互宇向量在開發初期便參與討論,了解客戶要完成什麼任務,再決定性能、材料、演算法與預算。這套方法稱為「前端部署」。

以無人機精準投送為例,客戶希望載具不只抵達指定區域,還能接近建築物完成投送。飛行距離、定位精度、是否有人遙控,以及衛星訊號中斷後需要自主運作多久,都會影響系統設計。互宇向量必須先釐清這些條件,再選擇感測元件、調整導航架構,而不是直接套用既有產品。

互宇向量的技術涵蓋光纖陀螺儀(FOG)、慣性量測單元(IMU)、姿態與航向參考系統(AHRS),以及GNSS/INS融合導航方案。團隊曾與產業夥伴在實際水域驗證無人船導航系統,也透過觀音山隧道測試,觀察衛星訊號中斷時的導航表現。

對客戶而言,驗證的重點在於系統能否在任務要求的時間內維持足夠精度。互宇向量也不一定選用最高規格的零組件,而是依照需求調整演算法、材料與系統配置,必要時整合其他供應商的技術,減少客戶自行開發、測試與整合的時間及成本。

從光纖陀螺到系統整合,互宇向量把技術推向可部署的產品

鍾宏彬2010年投入光纖陀螺核心技術研究,2016年共同創辦極星光電。當時核心元件的客戶多具備自行整合能力,應用市場相對有限。他逐漸意識到,若想讓技術接觸更多使用者,就不能只停留在零件,還得往感測模組與完整系統發展。2022年成立互宇向量後,鍾宏彬延續過去累積的技術,採取合作設計製造(JDM)模式,讓團隊從產品開發初期便參與設計與驗證。

他把這種服務形容為「高階料理包」:客戶不必自行採購所有原料、研究怎麼煮,而是由互宇向量協助整合適合的技術,完成產品部署。公司不走低價、拚量路線,而是選擇與少數具有長期需求的專業客戶深入合作。目前團隊服務約12家核心客戶,透過持續參與產品開發,累積技術與合作經驗。

航太市場考驗的不只是技術,還有供應鏈與驗證能力

航太是互宇向量積極拓展的市場。目前約四成業務聚焦航太應用;2023年,團隊也與國家太空中心(TASA)展開策略性合作,推進MIOC與FOG技術的太空應用。

航太產業尤其重視「飛行履歷」(Flight Heritage)。鍾宏彬打趣地說,普通杯子就是杯子,但如果真的上過太空,「它就變成太空杯」。設備即使通過完整的地面測試,仍不等於經歷過發射與太空環境。對國際航太客戶而言,實際飛行驗證是評估設備可靠性的重要依據。鍾宏彬回憶,團隊過去花了兩、三年尋找海外企業客戶,始終不得其門而入。後來有國際業者得知互宇向量與國家太空中心合作,反而主動找上門。這段經驗讓他體會到,進入航太供應鏈除了技術能力,還需要讓國際客戶看見合作經驗與可信度。

從中央大學到蘆竹,桃園產官資源如何成為互宇的產業支點?

互宇向量與桃園的淵源,早在公司成立前就已開始。鍾宏彬從中央大學求學、攻讀博士到投入研究,一路留在桃園;第一次創業落腳楊梅,互宇向量則從青埔搬到蘆竹,建立廠辦空間。他笑稱,自己就像桃園「生出來的baby」。

桃園及北部地區聚集電路板、電子製造與機械加工等供應商,具備成熟的產業基礎。不過,部分業者長期專注既有市場,未必想過自身技術還能延伸至無人載具與航太應用。鍾宏彬舉例,互宇向量曾與傳統機械加工業者合作,協助對方了解航太供應鏈的品質驗證與製造要求,探索跨入新市場的可能。對這些業者而言,挑戰未必是技術能力不足,而是過去缺乏接觸航太應用的機會,不熟悉相關規格與驗證流程。

創業過程中,互宇向量也持續接觸桃園市政府青年事務局及相關局處、育成體系,參與創業交流與產業展會。鍾宏彬看重的是這些場合能讓團隊認識不同領域企業,拓展未來合作的可能。包括Meet桃園+在內的創業輔導與產業交流平台,也為在地新創提供接觸產業資源的機會。

從光纖陀螺核心元件走向完整導航系統,再延伸至航太合作與海外市場,互宇向量逐步建立從任務規劃、技術整合到系統驗證的能力。接下來,如何運用桃園既有的電子製造與精密加工基礎,找到更多能共同開發產品的夥伴,將是團隊拓展國際市場的重要課題。

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