インテリジェントなドローン群の力を解き放つ

テクノロジーにより、ドローンは環境の変化に柔軟に対応できるようになる

ローリー・フィックマン 713-743-8454

2023 年 6 月 5 日

ロボットは退屈で汚くて危険な仕事（業界で言うところの「3D」）から人間を解放するのに最適な手段であるという考えは、実際に実証されており、飛行ロボット（ドローン）がその先頭に立っている。

低コストのドローンは世界中で普及しており、リモートセンシング、状況認識、物資の配送、通信中継など、さまざまな目的を担っています。 軍事的な性質のものでさえ、目まぐるしいものであり、任務を遂行するために一度に 1 機のドローンではなく、ドローンの群れを配備するよう促されています。

しかし、その重要性と数が急増する一方で、その群れのメカニズムはほとんど休止状態のままです。 現在では多数のドローンを同期して飛行させることが可能ですが、これらのドローン群はアニメーターのチームによって事前にプログラムされており、何時間ものコンピュータシミュレーションによって洗練されています。

しかし、ドローン自体が障害物、車両、捕食者、昆虫の群れに動的に反応できるとしたらどうなるでしょうか? それは、群れで飛ぶ鳥や群れで泳ぐ魚によってはるか昔に習得された概念です。

「これらの動きは事前にプログラムされたものではなく、個々の鳥や魚による局所的な決定に基づいています」と、同じ理論を応用してドローンの協調制御を考案するアルゴリズムの改良に取り組んでいる電気・コンピュータ工学准教授のアーロン・ベッカー氏は語った。群は、フリートのようなサービスの提供を改善します。 彼の研究は、ノースイースタン大学 LLC のコスタス研究所からの 170 万ドルの助成金の提供によって支えられています。

ベッカー氏のチームには、電気・コンピュータ工学教授のデイビッド・ジャクソン氏も含まれている。 ジュリアン・ルクレール、電気工学およびコンピュータ工学の助教授。 ダニエル・オノフライ氏、数学准教授。

「現在の群れに関する研究の大部分は同じパターンに従い、オフライン計算に依存するか、「リーダーを追いかけている間は隣の人にぶつからない」などの単純なルールベースのロジックを使用しています。 「コンピューターは高速計算と戦術の実行に優れていますが、人間は戦略的意思決定に優れています。私たちはこれらを組み合わせたいと考えています」とベッカー氏は語った。

「私たちは、群れが最適に行動しつつ、環境の変化に柔軟に対応できることを望んでいます。私たちは、ドローンの計算を使用してローカルで賢明な決定を下し、その情報をオペレーターのコンピューターに中継して明確な視覚化を行い、人間のオペレーターが高度な操作を行えるようにすることを目指しています。」レベルの決定です。」

2 つの最初のアプリケーション シナリオを検討します。 最初のシナリオは森林火災の航空センシングで、ドローンの群れが火災を追跡し、消防士に通信を中継する必要があります。 2 番目のシナリオは、商業施設とキャンパスの航空警備範囲です。 ドローンはキャンパスに出入りする車両を護衛する必要がありますが、各ドローンにはバッテリー寿命が限られており、バッテリーがなくなると充電する必要があります。

ベッカー氏にとってロボットロデオはこれが初めてではない。 ロボットの研究と開発に長年の経験を持つベッカー氏は、現在その専門知識を活用してドローンの群れを強化しています。 彼はこれまで、ロボットの大群を制御し、少数の指示だけで大規模なロボットのグループを誘導してタスクを完了できるシステムの探索に取り組んできました。