Microsoft Lanceert Project AirSim, Een End-to-end Platform Om Autonoom Vliegen Te Versnellen

Josh Riedy wist dat het niet echt was – dat hij het niet was Eigenlijk zwevend bij de prime van een windturbine in North Dakota, honderden meters boven de grond. Maar het maakte niet uit wanneer hij naar beneden keek. Zijn maag zakte nog steeds in alsof hij in een achtbaan zat.

De CEO van Airtonomie bevond zich destijds in een digitale reproduction van een echt windpark en volgde een gesimuleerde drone door een digital reality-bril terwijl het torenhoge generators inspecteerde. Zijn in North Dakota gevestigde bedrijf gebruikt deze hyperrealistische simulaties om autonome luchtvaartuigen te trainen die nu windmolenparken inspecteren, dieren in het wild onderzoeken en lekken in olietanks in het Midwesten opsporen.

Elk van die AI-aangedreven vluchten gebeurde eerst talloze keren in gesimuleerde 3D-werelden. Want als AI de sleutel is tot het opbouwen van autonomie in de lucht, zijn knowledge de sleutel tot het bouwen van AI – gegevens die onmogelijk in de echte wereld te krijgen zijn, zei Riedy.

“Je wilt geen drones in windturbines, hoogspanningsleidingen of wat dan ook laten vliegen”, zei Riedy. “Gekoppeld aan het feit dat de winter letterlijk 7 maanden kan duren in North Dakota, realiseerden we ons dat we iets anders nodig hadden dan de fysieke wereld om onze oplossingen voor klanten te ontwerpen.”

Het antwoord was van Microsoft Project AirSimvandaag aangekondigd op de Farnborough internationale vliegshow. Project AirSim is een nieuw platform dat draait op Microsoft Azure om veilig autonome vliegtuigen te bouwen, trainen en testen door middel van high-fidelity simulatie.

In deze realistische omgevingen kunnen AI-modellen in seconden miljoenen vluchten uitvoeren en leren hoe ze op talloze variabelen moeten reageren, internet zoals ze in de fysieke wereld zouden doen: hoe zou het voertuig vliegen in regen, hagel of sneeuw? Welke invloed hebben harde wind of hoge temperaturen op de levensduur van de batterij? Kan de digicam van de drone de armen van een turbine op een bewolkte dag internet zo goed zien als op een heldere dag?

Klik hier om media te laden

Project AirSim gebruikt de kracht van Azure om enorme hoeveelheden gegevens te genereren voor het trainen van AI-modellen over welke acties ze precies moeten ondernemen in elke vluchtfase, van opstijgen tot cruisen tot landen. Het biedt ook bibliotheken met gesimuleerde 3D-omgevingen die various stedelijke en landelijke landschappen vertegenwoordigen, evenals een reeks geavanceerde, vooraf getrainde AI-modellen om de autonomie bij inspectie van luchtinfrastructuur, last-mile levering en stedelijke luchtmobiliteit te helpen versnellen.

Project AirSim is vandaag beschikbaar in beperkte preview. Geïnteresseerde klanten kunnen neem contact op met Project AirSim group voor meer informatie.

Het komt op het second dat de vooruitgang in AI, computertechnologie en sensortechnologie de manier waarop we mensen en goederen verplaatsen, begint te veranderen, zegt Gurdeep Pall, company vice-president van Microsoft voor Business Incubations in Technology & Research. En dit gebeurt niet alleen in afgelegen gebieden met windparken; Nu de stedelijke dichtheid toeneemt, kunnen vastgelopen wegen en snelwegen het simpelweg niet volhouden als de snelste manier om van punt A naar punt B te komen. In plaats daarvan zullen bedrijven naar de lucht en autonome vliegtuigen kijken.

“Autonome systemen zullen veel industrieën transformeren en veel luchtscenario’s mogelijk maken, van de last-mile levering van goederen in overvolle steden tot de inspectie van neergehaalde hoogspanningslijnen op 1000 mijl afstand”, zei Pall. “Maar eerst moeten we deze systemen veilig trainen in een realistische, gevirtualiseerde wereld. Project AirSim is een essentiële tool waarmee we een brug kunnen slaan tussen de wereld van bits en de wereld van atomen, en het toont de kracht van de industriële metaverse – de virtuele werelden waar bedrijven oplossingen bouwen, testen en aanscherpen en ze vervolgens in de echte wereld brengen .”

Versnellen Van Luchtautonomie

High-fidelity-simulatie vormde de kern van AirSim, een eerder open-sourceproject van Microsoft Research dat met pensioen gaat, maar de lancering van vandaag inspireerde. AirSim was een populaire onderzoekstool, maar er was diepgaande experience in coderen en machine studying voor nodig.

Nu heeft Microsoft die open-sourcetool omgevormd tot een end-to-end-platform waarmee klanten met Advanced Aerial Mobility (AAM) gemakkelijker AI-aangedreven vliegtuigen kunnen testen en trainen in gesimuleerde 3D-omgevingen.

“Iedereen praat over AI, maar slechts weinig bedrijven zijn in staat om het op grote schaal te bouwen”, zegt Balinder Malhi, engineering lead voor Project AirSim. “We hebben Project AirSim gemaakt met de belangrijkste mogelijkheden die volgens ons zullen helpen bij het democratiseren en versnellen van luchtautonomie – namelijk de mogelijkheid om de echte wereld nauwkeurig te simuleren, enorme hoeveelheden gegevens vast te leggen en te verwerken en autonomie te coderen zonder de noodzaak van diepgaande expertise in AI.”

Met Project AirSim krijgen ontwikkelaars toegang tot vooraf getrainde AI-bouwstenen, waaronder geavanceerde modellen voor het detecteren en vermijden van obstakels en het uitvoeren van precisielandingen. Deze kant-en-klare mogelijkheden elimineren de behoefte aan diepgaande experience op het gebied van machine studying, waardoor het universum van mensen die autonome vliegtuigen kunnen gaan trainen, wordt uitgebreid, zei Malhi.

Airtonomy, dat deelnam aan een programma voor vroege toegang voor Project AirSim, gebruikte het om klanten te helpen snel en veilig externe inspecties van kritieke infrastructuur uit te voeren, zonder de tijd, kosten en risico’s van het sturen van een bemanning naar afgelegen locaties – en zonder diepgaande technische achtergrond.

“We creëren autonome opnameroutines voor de eerstelijnswerker – mensen die niet regelmatig drones en robots gebruiken, maar ze nodig hebben om zich te gedragen als elk ander hulpmiddel in hun servicevoertuig,” zei Riedy. Met Airtonomy inspecteert de drone het asset niet alleen automatisch, maar worden de vastgelegde gegevens ook automatisch gecontextualiseerd op het second van vastleggen. Deze functies kunnen worden uitgebreid naar elk bedrijfsmiddel in elke branche, waardoor nieuwe en geautomatiseerde end-to-end workflows mogelijk worden.

“Het is verbazingwekkend om te zien dat degenen die verantwoordelijk zijn voor de infrastructuur van ons land deze tools letterlijk met een druk op de knop gebruiken en een digitale representatie binnen handbereik hebben voor zaken als storingen, rampenbestrijding of routeonderhoud. Project AirSim transformeert de manier waarop robotica en AI op een toegepaste manier kunnen worden gebruikt”, zei hij.

Met behulp van gegevens van Bing Maps en andere suppliers kunnen klanten van Project AirSim ook miljoenen gedetailleerde 3D-omgevingen creëren en ook toegang krijgen tot een bibliotheek met specifieke locaties, zoals New York City of Londen, of generieke ruimtes, zoals een luchthaven.

Microsoft werkt ook nauw samen met industriepartners om nauwkeurige simulatie uit te breiden naar weer, fysica en – cruciaal – de sensoren die een autonome machine gebruikt om de wereld te ‘zien’. Een samenwerking met Ansys maakt gebruik van hun high-fidelity op fysica gebaseerde sensorsimulaties om klanten te voorzien van rijke grondwaarheidsinformatie voor autonome voertuigen. Ondertussen werken Microsoft en MathWorks samen, zodat klanten hun eigen natuurkundige modellen met Simulink naar het AirSim-platform kunnen brengen.

Terwijl gesimuleerde vluchten plaatsvinden, worden enorme hoeveelheden gegevens gegenereerd. Ontwikkelaars leggen al die gegevens huge en gebruiken deze om AI-modellen te trainen by way of verschillende machine learning-methoden.

Het verzamelen van deze gegevens is onmogelijk in de echte wereld, waar je het je niet kunt veroorloven om miljoenen fouten te maken, zegt Matt Holvey, directeur van intelligente systemen bij Klok, die ook deelnam aan het programma voor vroege toegang van Project AirSim. Vaak kun je het je niet veroorloven om er een te maken.

Gezien dat, wendt Bell zich tot Project AirSim om de vermogen van zijn drones om autonoom te landen. Het is een moeilijk probleem. Wat als het landingsplatform bedekt is met sneeuw, bladeren of stilstaand water? Zal het vliegtuig het kunnen herkennen? Wat als de rotorbladen stof doen opwaaien en het zicht van het voertuig belemmeren? AirSim liet Bell zijn AI-model binnen enkele minuten trainen op duizenden ‘wat als’-scenario’s, waardoor het een kritieke manoeuvre kon oefenen en perfectioneren voordat het in de echte wereld werd geprobeerd.

De Toekomst Van Autonoom Vliegen

De opkomende wereld van geavanceerde luchtmobiliteit zal een various solid van voertuigen de lucht in lanceren, van hobbyistische drones tot geavanceerde eVTOL’s (elektrische verticale begin en touchdown) vliegtuigen die passagiers vervoeren. En de potentiële use-cases zijn bijna onbeperkt, zegt Microsoft: het inspecteren van elektriciteitsleidingen en havens, het vervoeren van pakketten en mensen in drukke steden, het opereren diep in krappe mijnen of hoog boven landbouwgronden.

Maar technologie alleen zal de wereld van autonoom vliegen niet inluiden. De industrie moet ook een weg uitstippelen door de luchtruimbewakingssystemen en regelgevende omgevingen van de wereld. Het Project AirSim-team is actief betrokken bij normalisatie-instellingen, de burgerluchtvaart en regelgevende instanties bij het vormgeven van de noodzakelijke normen en nalevingsmiddelen om deze industrie te versnellen.

Microsoft is ook van plan samen te werken met wereldwijde regelgevende instanties voor de burgerluchtvaart over hoe Project AirSim kan helpen bij de certificering van veilige autonome systemen, zei Pall, waardoor mogelijk situation’s binnen AirSim worden gecreëerd waarin een autonoom voertuig met succes moet navigeren. In één geval is er verblindende regen, in één geval harde wind, in één geval verliest de GPS-verbinding. Als het voertuig nog steeds elke keer van punt A naar punt B kan komen, zou dat een belangrijke stap in de richting van certificering kunnen zijn, zei Pall.

Project AirSim is een essentiële device waarmee we de wereld van bits en de wereld van atomen kunnen overbruggen, en het toont de kracht van de industriële metaverse.

En de industrie komt dichter bij schaalbare commerciële exploitatie van autonome systemen. Bell gebruikte onlangs Project AirSim om zich voor te bereiden op NASA’s Systeemintegratie en operationalisering (SIO) uitbreidingsproject, dat tot doel heeft het gebruik van autonome vliegtuigen in het nationale luchtruimsysteem te versnellen. Het Autonomous Pod Transport (APT)-vliegtuig van het bedrijf vloog door een hall in het Dallas-Fort Worth-gebied en demonstreerde met succes het vermogen van het vaartuig om contact te houden met radarbewakingssystemen op de grond.

“AirSim stelde ons in staat om goed te begrijpen wat we konden verwachten voordat we in de echte wereld vlogen”, zei Bell’s Holvey. “Het wordt een van de instruments die de tijdlijn voor het opschalen van luchtmobiliteit zal versnellen. Als we alles met de hand moeten testen en valideren, of in een fysiek laboratorium, of in een vliegend vliegtuig, dan hebben we het over tientallen jaren en dat gaat miljarden kosten. Maar Project AirSim trekt dat naar voren door high-fidelity-simulatie.

Ashish Kapoor, de maker van de originele AirSim in Microsoft Research, is er trots op dat hij de simulatie-engine heeft helpen evolueren van een onderzoekstool die grotendeels in code bestond naar een robuuster platform dat elk bedrijf kan gebruiken zonder een diepe technische achtergrond. Kapoor, zelf een vliegenier, kan niet wachten om te zien wat dat betekent voor de vliegwereld.

“Er wordt een hoop data gegenereerd wanneer een vliegtuig door de ruimte vliegt in Project AirSim”, zegt Kapoor, nu algemeen directeur van de onderzoeksgroep voor autonome systemen van Microsoft. “Ons vermogen om die gegevens vast te leggen en om te zetten in autonomie zal het landschap van de luchtvaart aanzienlijk veranderen. En daarom zullen we veel meer voertuigen in de lucht zien, die helpen bij het monitoren van boerderijen, het inspecteren van kritieke infrastructuur en het vervoeren van goederen en mensen naar de meest afgelegen plaatsen.”

Gerelateerde Links:

Kom meer te weten: Project AirSim

Lees verder: Hoe autonome systemen AI gebruiken om te leren van de wereld eromheen

Bovenste afbeelding: een gesimuleerde drone inspecteert een zendmast in Seattle binnen Project AirSim, een nieuw platform voor het veilig bouwen, trainen en testen van autonome vliegtuigen door middel van hifi-simulatie. Filmpje van Microsoft.

Jake Siegel schrijft over onderzoek en innovatie van Microsoft.