Zespół studentów Politechniki Warszawskiej Team Starling zakwalifikował się do finału prestiżowych zawodów autonomicznych dronów A2RLxDCL Autonomous Drone Race w Abu Dhabi. Do tej pory udało im się przejść dwa etapy, a przed nimi finałowy wyścig. Wśród 12 najlepszych drużyn na świecie powalczą o główną nagrodę w wysokości 1 miliona dolarów. Ich technologia pozwala dronom latać bez GPS (globalnego systemu nawigacji satelitarnej) i komunikacji zewnętrznej, co czyni rozwiązanie tańszym i bardziej odpornym na zakłócenia.
Projekt autonomicznego drona Starling tworzy grupa studentów, która poznała się na Politechnice Warszawskiej wśród społeczności PW MakerSpace. Połączyła ich ambicja zmierzenia się z najlepszymi oraz zainteresowanie sztuczną inteligencją, wizją komputerową i lotami dronów.
Praktyczna przystań dla przyszłych inżynierów
Studenci uczelni technicznych na całym świecie nie wyobrażają sobie życia bez miejsc, w których spędzają długie godziny, tworząc różnego rodzaju prototypy. W Polsce nadal nie są one standardem. Jednym z pierwszych jest PW MakerSpace będący częścią Centrum Innowacji Politechniki Warszawskiej, gdzie pomysły zamieniają się na prototypy. Studenci mogą po prostu przyjść i przetestować wczorajsze pomysły bez specjalnych zgód i terminów co zazwyczaj obowiązuje o wydziałowych pracowniach.
Na PW MakerSpace składają się dwie przestrzenie: warsztat o powierzchni 160 m2 oraz podobnej wielkości cowork. W części roboczej znajdują się stanowiska wyposażone w drukarki 3D, narzędzia elektroniczne oraz modelarskie, wiertarki, lutownice oraz maszyny CNC, takie jak frezarki. Cowork to z kolei miejsce do dyskusji projektowych i oddechu po pracy z zapleczem kuchennym.
Mistrzostwa w wyścigach autonomicznych dronów
Team Starling, pokonując ponad 50 zespołów z całego świata, zakwalifikował się do finału Mistrzostw w Wyścigach Autonomicznych Dronów – A2RLxDCL Autonomous Drone Race, współorganizowanych przez Drone Champions League – jedną z czołowych i najbardziej prestiżowych lig wyścigów dronów na świecie. Wśród 12 najlepszych drużyn na świecie między innymi z USA, Korei, Europy oraz Chin, powalczą o główną nagrodę w wysokości 1 miliona dolarów.
W ramach rywalizacji zespoły muszą opracować oprogramowanie umożliwiające dronowi autonomiczne pokonanie trasy przez oznaczone bramki i uzyskanie jak najkrótszego czasu przelotu. Ponieważ głównym zadaniem jest stworzenie oprogramowania do drona, każda drużyna pracuje na takiej samej bazie sprzętowej. Dron wyposażony jest w monokularową kamerę, która umożliwia wykrywanie bramek oraz określanie pozycji w przestrzeni. Wspomaga ją jednostka IMU (Inertial Measurement Unit), mierząca przyspieszenie i prędkości kątowe. Kluczową rolę w przetwarzaniu danych pełni komputer pokładowy Jetson Orin, który integruje informacje z różnych czujników, umożliwiając precyzyjne sterowanie dronem.
Największe problemy są z rozwiązaniami do autonomicznego sterowania, a właściwie wytrenowania sieci neuronowej pozwalającej na takie sterowanie i później zastosowanie sztucznej inteligencji (AI – artificial intelligence).
Autonomiczna Liga Wyścigowa A2RL
Abu Dhabi Autonomous Racing League (A2RL) to innowacyjna liga wyścigowa, która skupia się na rywalizacji autonomicznych pojazdów w trzech kategoriach: wyścigach samochodowych, dronów oraz buggy. Inauguracyjny wyścig samochodowy odbył się 27 kwietnia 2024 roku na torze Yas Marina w Abu Dhabi, a pierwszy wyścig dronów zaplanowano na 11 i 12 kwietnia 2025 roku.
Powstała z myślą o przyspieszeniu rozwoju systemów autonomicznych w ramach różnych platform oraz budowaniu zaufania ogółu społeczeństwa do bezpieczeństwa i niezawodności tej nowej technologii. Umożliwia testowanie i dopracowywanie tej technologii w rozmaitych warunkach. Można tak analizować i opracowywać innowacje w zakresie autonomicznej jazdy, przyczyniając się do osiągania postępów, które odbiją się szerokim echem w szerokim sektorze mobilności.
Współpraca A2RL z Drone Champions League (DCL), pierwszą na świecie profesjonalną organizacją skupioną wokół wyścigów dronów, podkreśla rosnące znaczenie autonomicznych technologii w sporcie. To partnerstwo nie tylko wprowadza nowy wymiar do wyścigów dronów, ale także demonstruje nieograniczone możliwości bezzałogowych statków powietrznych w rywalizacji sportowej.
Innowacja i wyzwania technologiczne
Obecność polskiego zespołu w tak prestiżowych zawodach jest dowodem na dynamiczny rozwój technologii autonomicznych w Polsce oraz na potencjał rodzimych inżynierów i entuzjastów dronów. Sukces Team Starling może stać się inspiracją dla innych polskich zespołów do angażowania się w międzynarodowe projekty i podnoszenia swoich kompetencji w dziedzinie technologii autonomicznych.
Członkowie zespołu już dziś planują dalszy rozwój, zwłaszcza w kierunku badań nad lotami grup dronów, czyli tzw. rojami. To bardzo innowacyjna i perspektywiczna dziedzina. Autonomiczne drony coraz częściej wykorzystywane są nie tylko w sektorze militarnym, ale także w takich dziedzinach jak: kartografia, urbanistyka czy logistyka.
Podniebne akrobacje szpaków
Dlaczego studenci z Politechniki Warszawskiej nazwali swój zespół Team Starling? Angielskie słowo starling to po polsku szpak. O inteligencji szpaków świadczą ich podniebne akrobacje – synchronizowane loty tysięcy szpaków tworzących na niebie dynamiczne, zmieniające się kształty.
Po zakończeniu okresu rozrodczego, szpaki zbierają się w stada składające się nawet z kilkudziesięciu tysięcy osobników. Gdy taka duża grupa ptaków podrywa się do lotu, na niebie rozpoczyna się niesamowity spektakl. Formują na niebie ogromne, falujące chmury, które przypominają żywy organizm. Ich ruchy są płynne, a kształty stale się zmieniają – raz stado rozszerza się niczym eksplozja, by po chwili skurczyć się do zwartej formacji lub ułożyć w kształt fali, spirali czy wiru. Często zdarza się, że ptaki wirują tuż nad głowami obserwatorów, tworząc hipnotyzujące widowisko. Wszystko odbywa się w idealnej synchronizacji i aż trudno uwierzyć, że jeden ptak nie wpada na drugiego.
Nagła zmiana kierunku lotu, zmiana szyku i inne akrobacje robią ogromne wrażenie. Stado szpaków obserwowane z daleka przypomina czarną chmurę, przemieszczającą się nienaturalnie szybko i zmieniającą kształt. Zjawisko to nazywamy szmerem lub murmuracją, którą można obserwować głównie o zmierzchu, szczególnie jesienią i zimą, gdy ptaki gromadzą się w wielkie stada przed nocnym odpoczynkiem. W Europie spektakularne murmuracje można podziwiać w Wielkiej Brytanii, Danii, Holandii czy we Włoszech, ale także w Polsce – zwłaszcza na rozległych terenach podmokłych, w parkach i w okolicach miast.
Dlaczego szpaki to robią?
Naukowcy wciąż badają dokładne przyczyny tego zjawiska, ale wyróżnia się kilka głównych teorii:
- Ochrona przed drapieżnikami – gęste, chaotyczne formacje utrudniają polowanie sokołom jastrzębiom czy krogulcom. W takiej grupie pojedynczy ptak ma większe szanse na przeżycie.
- Komunikacja i orientacja – stado działa jak jeden organizm, gdzie ptaki błyskawicznie reagują na ruchy sąsiadów. Uważa się, że każdy szpak dostosowuje lot do siedmiu najbliższych ptaków, co zapewnia harmonijną synchronizację.
- Przygotowanie do snu – przed nocą szpaki zbierają się w dużych grupach, by wspólnie spędzić noc w bezpiecznym miejscu, np. w trzcinowiskach czy na drzewach.
Przyroda jest pełna inspiracji
Murmuracja jest przykładem tak zwanego ruchu roju, który występuje także u ławic ryb czy rojów owadów. Badania wykazują, że nie istnieje żaden lider kierujący stadem – każdy ptak działa samodzielnie, ale równocześnie podąża za dynamiką grupy. Takie zachowanie można modelować matematycznie, a jego zrozumienie może znaleźć zastosowanie na przykład w robotyce czy systemach sztucznej inteligencji. Warszawski Team Starling planuje pracować nad lotami rojów autonomicznych dronów.
Źródło: Politechnika Warszawska, A2RL
