211service.com
Hvordan droner kan undgå kollisioner ved at dele viden
Hvis US Federal Aviation Administration tillader udbredt brug af kommercielle droner, kan himlen snart summe af sværme af ubemandede luftfartøjer - især i tætte bykerner. Det betyder, at droner får til opgave autonomt at undgå kollisioner, da deres antal vil være for højt til at stole på menneskelige flyveledere til enhver tid.
Droner, der flyver i tætbyggede byer, skal programmeres til at træffe hurtige beslutninger for at undgå kollisioner.
Stanford Intelligent Systems Laboratory er blot et hold på mere end 130, der arbejder med NASA for at løse, hvordan man styrer dronetrafik. Trafikstyringssystemet, som vil være under udvikling i de næste par år, vil hjælpe droner med at kommunikere med hinanden og undgå potentielle kollisioner.
De kommer til at udføre meget mere usædvanlige missioner, der vil kræve, at de flyver i flyvebaner, der er kurvede, siger Mykel Kochenderfer, direktør for Stanford-laboratoriet. At være robust over for den usikkerhed er meget, meget vigtigt.
TIL nyere papir udgivet af Kochenderfer og maskiningeniørstuderende Hao Yi Ong beskriver en hurtig beslutningsproces, som trafikstyringssystemet kan bruge til at omdirigere droner og undgå en kollision. Deres hold kørte mere end en million simuleringer for konfliktsituationer for alt mellem to og 10 droner. Droner fik forskellige niveauer af information om de andre droner i systemet og blev derefter testet på deres responstid og hvor ofte de løb ind i konflikt.
Stanford-forskerne fandt ud af, at droner kunne træffe de hurtigste beslutninger, når de blev parret med den nærmeste anden drone, og de to overvejede udelukkende den andens adfærd. Den langsomste reaktion opstod, da droner overvejede deres egne omgivelser og derefter indførte deres resultater i et centralt system, der sendte beslutninger tilbage til hele gruppen. Beslutningstiden steg altid, efterhånden som flere droner kom ind i simuleringen, men systemet var altid i stand til at træffe en beslutning om omdirigering af en drone inden for 50 millisekunder.
Mens droner, der fodrede deres data ind i et centralt beslutningssystem, var det langsomste, var det også det sikreste. Droner var de mindst tilbøjelige til at støde på konflikter, når de matede data ind i et centralt system. Droner, der modtog placeringsdata om andre droner og antog, at de ville blive på samme vej, var de mest tilbøjelige til at støde på konflikt.
Stanford-laboratoriet arbejder også med autonome biler og lufttrafikkontrol til konventionelle fly. Et af dets projekter, som Kochenderfer til dels udviklede sammen med tidligere kolleger ved MIT, involverede at bruge en lille mængde computerkraft til at beslutte, hvordan et fly skulle undgå en kollision. Traditionelt er kollisionsundgåelse blevet styret af næsten 2.000 sider med dokumenter, der beskriver alle mulige scenarier, og hvordan man skal reagere. Stanford og MITs løsning er i øjeblikket ved at blive standardiseret til brug på alle store fly.
NASA planlægger at bruge 2016 på at teste de dronetrafikstyringssystemer, den har udviklet hidtil på de droneteststeder, der er oprettet i hele USA af FAA. Tilbage i november fløj et NASA-hold en drone ved Moffett Field i Californien, mens de simulerede konflikter med droner genereret på en computer, hvilket udløste en tidlig version af trafikstyringssystemet for at advare dronerne om de potentielle kollisioner. FAA testede også lignende systemer udviklet af dronesoftware- og servicevirksomhed Precision Hawk (se FAA vil teste drones evne til at styre sig selv ud af problemer).
For at tillade UAS [ubemandede flysystemer] i stor skala med en blanding af hinsides visuelle synslinje og inden for den visuelle synslinje, har vi brug for et system, der består af teknologier til at styre luftrummet og kapaciteter på selve UAS, regler for luftrummet, og procedurer for håndtering af beredskaber og nødsituationer, siger Parimal Kopardekar, der leder NASAs drone-trafik-kontrolprogram.
Kochenderfer siger, at Stanford-forskerne har testet deres arbejde i simuleringer, men har endnu ikke set det fungere med rigtige droner. At validere, at det virker i luften, er et af de sidste trin.
Dette er et af de mest spændende områder inden for rumfart lige nu - brugen af droner, siger Kochenderfer. Mange af de applikationer, de muliggør, kan føre til nye økonomiske modeller, men potentialet for at redde liv og forbedre effektiviteten, det synes jeg egentlig er ret interessant.