Раскрытие силы интеллектуальных роев дронов

Технология позволит дронам гибко реагировать на изменения в окружающей среде

Лори Фикман 713-743-8454

5 июня 2023 г.

Давно существует мнение, доказанное на самом деле, что роботы являются идеальным инструментом, позволяющим освободить людей от скучной, грязной и опасной работы (как говорят в промышленности «3D»), а летающие роботы (дроны) лидируют.

Поскольку недорогие дроны получили широкое распространение во всем мире, перед ними стоят самые разные задачи, включая дистанционное зондирование, ситуационную осведомленность, доставку материалов и работу в качестве ретрансляторов связи. Пьянящая штука, даже военного характера, побуждающая задействовать для выполнения задач не один дрон, а целые стаи дронов.

Но по мере того, как их важность и численность росли, механика их роя оставалась в значительной степени бездействующей. Хотя теперь можно синхронно управлять большим количеством дронов, эти стаи заранее программируются командами аниматоров и дорабатываются с помощью часов компьютерного моделирования.

Но что, если бы дроны сами могли динамично реагировать на препятствия, транспортные средства, хищников и стаи насекомых? Эту концепцию давно освоили птицы, летающие стаями, и рыбы, плавающие стаями.

«Эти движения не запрограммированы заранее, а основаны на местных решениях отдельных птиц или рыб», — сказал Аарон Беккер, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники, который работает над совершенствованием алгоритмов для применения тех же теорий для разработки скоординированного управления дроном. рои, чтобы улучшить свое автопарковое предоставление услуг. Его работа поддерживается грантом в размере 1,7 миллиона долларов США от Исследовательского института Костаса при Северо-Восточном университете.

В команду Беккера входят Дэвид Джексон, профессор электротехники и вычислительной техники; Жюльен Леклер, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники; и Дэниел Онофрей, доцент кафедры математики.

«Большинство текущих исследований роев следуют одной и той же схеме и либо полагаются на офлайн-вычисления, либо используют простую логику, основанную на правилах, например, «не натыкайтесь на своего соседа, следуя за лидером». Компьютеры отлично справляются с быстрыми вычислениями и применением тактик, но люди могут преуспеть в принятии стратегических решений. Мы хотим объединить эти возможности», — сказал Беккер.

«Мы хотим, чтобы наши стаи вели себя оптимально, но в то же время плавно реагировали на изменения в окружающей среде. Мы стремимся использовать вычисления на дронах для локального принятия разумных решений, передавать эту информацию на компьютер оператора для четкой визуализации и позволять человеку-оператору принимать важные решения. уровневые решения».

Будут изучены два первоначальных сценария применения. Первый сценарий — это обнаружение лесного пожара с воздуха, при котором рой дронов должен как отслеживать огонь, так и передавать сообщения пожарным. Второй сценарий предназначен для обеспечения воздушной безопасности коммерческого объекта и кампуса. Дроны должны сопровождать транспортные средства, которые въезжают и покидают кампус, но каждый дрон имеет ограниченный срок службы батареи и должен заряжаться, когда батареи разряжаются.

Это не первое родео роботов Беккера. Имея многолетний опыт изучения и разработки роботов, Беккер теперь использует свой опыт для улучшения роев дронов. В прошлом он работал над управлением огромными стаями роботов и исследованием систем, где требовалось лишь несколько инструкций, чтобы направлять большие группы роботов для выполнения задач.