ドローンレースはプログラマー対人間のパイロット

金曜日の夜、オースティンの古い新聞印刷工場で、自動化ドローンの未来が離陸し、加速して飛行した。その速度は、世界最高のドローン操縦士の一人をほぼ破るほどだった。

プロドローンレースリーグでGab707として知られるガブリエル・コッチャーは、ネットの後ろに座り、ビデオゴーグルを装着して、短く曲がりくねったコースにある5つの四角いゲートをドローンで通過しようとしていた。彼の隣には、オランダのデルフト工科大学MavLABのチームメイト4人がいた。彼らは既に小型ステルス爆撃機のような自動操縦ドローンをプログラム済みだった。今、彼らは自分たちのコードがドローンをコッチャーに勝てるだけの速度と精度に仕上げているかどうかを見守っていた。

DRL提供

人間対機械の戦いは、少なくとも今のところは人間が勝利を収めました。コッチャーはドローンを6秒でコースに誘導しました。MavLabは11秒かかりました。コッチャーには敗れましたが、MAVLabの4人のメンバー、フェデリコ・パレデス・バジェス、グイド・デ・クルーン、クリストフ・デ・ワグター、ニライ・シェスは、AIRR（人工知能ロボットレースサーキット）選手権に出場した他の5チームを凌駕し、スポンサーのロッキード・マーティンから100万ドルの賞金を獲得しました。

コッチャー氏は勝利に安堵したが、人間が機械に対して優位に立つことは永遠には続かないことを認めた。専門家によると、ドローンレースリーグ主催の人気が高まる競技で、自動操縦ドローンが人間を追い抜くのは時間の問題だ。そして、ドローンが同様の技術を用いて現実世界で複雑なタスクをこなせるようになるのも時間の問題だという。

後者の可能性に着目したロッキード・マーティンは、プログラマー、教授、学生、物理学者、そしてパイロットが自動ドローンを動かすためのAIRRサーキットのスポンサーとなりました。ロッキード・マーティンの遠隔操縦ドローンは、ミサイル投下、警察や消防隊員の支援、行方不明者の救助活動などを行います。自動ドローン・チャレンジのマネージャーであるロッキード・マーティンのキース・リン氏は、自動ドローンは交通路や通信回線が途絶えた地域における複雑な救助活動により適していると述べています。

近年、ドローンの自動化技術は、グラフィックプロセッサの高性能化とオープンソースコード共有の文化によって大幅に進歩しました。しかしながら、ドローン自動化における最大の進歩は依然として研究室に限られています。レースシリーズ向けにプログラムされた自動操縦ドローンは、時速70マイル（約112km/h）近い速度で飛行し、一般の人々がこれまで目にしたことのないような飛行を披露します。

「研究室ではあんなに速いものでも、現実世界ではそんなに速く走れません」と、コンテストの技術リーダーであり、ロッキード・マーティンのソフトウェアエンジニアでもあるチェルシー・サボ氏は語る。「このロボットを研究室から持ち出し、現実の環境に導入して、その性能を実際に確認したのは、今回が初めてです。」

ロッキード・マーティンは、一般の人々にドローンへの関心を高めたいと考えている。アメリカ人は、飛行物体に対してNIMBY（無関心・無抵抗）的な態度をとっている。ピュー研究所によると、ドローンを目撃したアメリカ人の最も一般的な反応は好奇心であり、不安、怒り、恐怖よりも上位にランクされている。しかし、ピュー研究所の調査によると、ドローンを自宅の近くに置きたくないと答えたアメリカ人は多数に上る。これは、何千機ものドローンが空を巡回し、配達を行う未来を思い描く企業にとって、歓迎すべきニュースではない。

ドローン・レーシング・リーグのドローンは、一般人が購入できるどんな機械よりもスマートで、洗練されていて、高速です。ニック・ホルバチェフスキー氏は、ロングアイランドのホーム・デポ裏で開催されたアマチュア・ドローンレースに参加したことがきっかけで、2015年にこのリーグを設立しました。リーグの大会では、プロのパイロットがLEDライトで光るドローンを操縦し、まるでビデオゲームを現実のものにしているかのような環境が作られます。ホルバチェフスキー氏は、DRLの将来像として、人間のパイロットと並んで機械が競い合うことを常に思い描いていました。「世界には自律型ドローンの開発に取り組んでいる人がたくさんいます」と彼は言います。「私たちが選んだのは…スポーツという舞台を、テクノロジー開発を加速させるための試金石として活用することです。」

AIRRサーキットでは、今年初めに約430の応募者の中から9チームが選ばれ、そのうち6チームが金曜夜にオースティンで行われた決勝に進出した。これが彼らにとって4回目の大会となる。このドローンはRacerAIsと呼ばれる。重さは約7ポンドで、レーダーやGPSは搭載されていない。基本的には、人間よりも広い視野を提供する4台のカメラを備えたロボットの目のようなものだ。全チームが同じハードウェアを使用するため、5回のヒートで構成されるこの大会は、戦略とコードの試練となる。ドローンは、自分の位置と進むべき方向を認識できるようにプログラムする必要がある。コードはレース前に設定され、ドローンはプログラムされたコードに基づいてレース中に判断を行う。ほとんどのチームは、コースを低速で慎重に進むように設計されたコードからスタートし、後半のヒートではよりアグレッシブなコードを使用する。

10月に行われた最初のコンテストでは、自動操縦ドローンはスタート地点からかろうじて離陸しただけで墜落してしまいました。「飛行時間は4秒程度がほとんどでした」とMAVLabのデ・ワグター氏は言います。「そこから学ぶ必要がありました。」

自動操縦ドローンにとって、速度は最大の問題ではない。コッチャー氏によると、自動操縦ドローンは金曜日の夜に彼のドローンとほぼ同じ最高速度に達したという。ただし、その後、多くのドローンが墜落したという。有人ドローンと比較すると、自動操縦ドローンは反応時間に応じてより速く加速できる可能性がある。最大の課題は、ドローンが障害物を認識し、それを通過または迂回するようにプログラミングすることだ。そして、ドローンの速度が速ければ速いほど、プログラマーがドローンに正しい判断を下せるように調整することが難しくなる。

「基本的には予測する必要があるんです」と物理学の博士号を持つコッチャー氏は言う。「私には、この微妙な境界線をどう乗り越えるか、頭の中でイメージが浮かびます。でも、彼らにとっては、何が起こるか、そしてそれがどう展開するかを事前に知っている物理モデルを書く必要があるんです。」

人間には意味をなさない視覚や聴覚環境の微妙な変化は、ドローンや機械学習に依存する他のデバイスを混乱させる可能性があります。例えば、オースティンのコースでは、ゲートにチェッカーフラッグのロゴが表示されていたため、MAVLabはコードの再構成を余儀なくされました。「人間はフラッグに惑わされることはありません」とデ・クルーン氏は言います。

MAVLabのチームメンバーは、約10年間自律型ドローンの開発に携わり、ここ3年間はレーシングドローンの開発に取り組んできました。最近では、世界最小の自律型レーシングドローンとして高く評価されているドローンを開発しました。その経験を基に、チームはRacerAIドローンが4台のカメラのうち1台だけを使用して最も効率的に動作することを発見しました。

「レースが始まるとすべてがぼやけて、照明条件が設定ごとに変化するので、特にレースが始まると、品質は低くても頻度が高く（処理が）良いものの遅いソリューションの方が良いです」とデ・ワグター氏は言う。

MAVLabとKocherは、オースティンのようなシンプルなコースでは、今後数年以内に自動操縦ドローンが普及する可能性があると同意しています。DRLが定期的に使用する複雑なコースでは、自動化が追いつくまでにはさらに時間がかかるでしょう。

コッチャー氏によると、チェスのような他の人間対機械の競技では、機械は人間よりもはるかに多くの動きを先読みすることで、人間を「力ずくで」追い出すことができるという。ドローンレースの予測不可能性は、機械にとってさらに困難なものとなるだろう。

「ドローンレースは、相手が力ずくで私をコントロールできないゲームです」とコッチャー氏は言う。

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