Los investigadores crearon un nuevo algoritmo para permitir que un solo vehículo aéreo no tripulado robótico conduzca a una bandada de pájaros lejos de un espacio aéreo designado. Este enfoque novedoso permite que un solo dron quadrotor autónomo conduzca a una bandada completa de pájaros sin romper su formación.
El profesor David Hyunchul Shim en KAIST en colaboración con el profesor Soon-Jo Chung de Caltech y la profesora Aditya Paranjape del Imperial College London investigaron el problema de desviar una bandada de pájaros de un área prescrita, como un aeropuerto, usando un UVA robóticoSe introdujo una nueva estrategia de control de límites llamada algoritmo m-waypoint para permitir que un solo UAV perseguidor maneje de forma segura el lote sin fragmentarlo.
El equipo desarrolló el algoritmo de pastoreo sobre la base de las propiedades macroscópicas del modelo de flocado y la respuesta de la parvada. Probaron su robot no tripulado autónomo al llevar con éxito una bandada completa de aves fuera de un espacio aéreo designado cerca del campus de KAIST en Daejeon,Corea del Sur. Este estudio se publica en Transacciones IEEE en robótica .
"Es bastante interesante, e incluso impresionante, monitorear cómo las aves reaccionan a las amenazas y se comportan colectivamente contra los objetos amenazadores a través de la bandada. Hicimos observaciones cuidadosas de la dinámica e interacciones entre las bandadas y el perseguidor. Esto nos permitiócrear un nuevo algoritmo de pastoreo para rutas de vuelo ideales para los drones entrantes para alejar a la bandada de un espacio aéreo protegido ", dijo el profesor Shim, quien dirige el Grupo de Investigación de Sistemas No Tripulados en KAIST.
Los ataques de aves pueden amenazar la seguridad de los aviones y sus pasajeros. Las aeronaves civiles coreanas sufrieron más de 1,000 ataques de aves entre 2011 y 2016. En los EE. UU., 142,000 ataques de aves destruyeron 62 aviones civiles, hirieron a 279 personas y mataron a 25 entre 1990 y2013. En el Reino Unido en 2016, hubo 1,835 choques con aves confirmadas, alrededor de ocho por cada 10,000 vuelos. Las colisiones de aves y otros animales salvajes con aeronaves causan daños por más de 1.200 millones de dólares en la industria de la aviación en todo el mundo anualmente. En el peor de los casos, canadienselos gansos noquearon los dos motores de un avión de US Airway en enero de 2009. El vuelo tuvo que hacer un aterrizaje de emergencia en el río Hudson.
Los aeropuertos y los investigadores han seguido reduciendo el riesgo de golpes de aves a través de una variedad de métodos. Ahuyentan a las aves usando depredadores como halcones o ruidos fuertes de pequeños cañones o pistolas. Algunos aeropuertos intentan evitar que las aves entren al librar los alrededoresáreas de cultivos donde las aves comen y se esconden.
Sin embargo, las aves son inteligentes. "Me sorprendió la capacidad de las aves para interactuar con los objetos voladores. Pensamos que solo las aves rapaces tienen un fuerte sentido de maniobra con la presa. Pero nuestra observación de cientos de aves migratorias comogarcetas y bribones nos llevaron a llegar a la hipótesis de que todos tienen niveles similares de maniobra con los objetos voladores. Será muy interesante colaborar con los ornitólogos para estudiar más a fondo el comportamiento de las aves con los objetos aéreos ", dijo el profesor Shim." Los aeropuertos estántratando de transformarse en aeropuertos inteligentes. Este algoritmo ayudará a mejorar la seguridad de la industria de la aviación. Además, esto también ayudará a controlar la gripe aviar que afecta a granjas en todo el país cada año ", enfatizó.
Para este estudio, se desplegaron dos aviones no tripulados. Un avión no tripulado realizó varios tipos de maniobras alrededor de las bandadas como perseguidor del drone de pastoreo, mientras que un avión no tripulado de vigilancia flotaba a gran altitud con una cámara apuntando hacia abajo para registrar las trayectorias del avión no tripulado perseguidory los pájaros.
Durante los experimentos en garcetas, las aves hicieron visitas frecuentes a un área de caza cercana y se encontró que una gran cantidad de garcetas regresaban a sus nidos al atardecer. Durante el tiempo, el equipo intentó volar el drone de pastoreo en varias direcciones conrespeto al rebaño
El dron se acercó a la bandada desde el costado. Cuando las aves notaron el dron, se desviaron de sus caminos originales y volaron en un ángulo de 45 ° a su derecha. Cuando las aves notaron el dron mientras aún estaba lejos, se ajustaronsus caminos horizontalmente e hicieron pequeños cambios en la dirección vertical. En la segunda ronda del experimento con bribones, el dron voló casi paralelo a la ruta de vuelo de una bandada de pájaros, comenzando desde una posición inicial ubicada justo fuera de la ruta de vuelo nominal.Las aves tenían una velocidad de vuelo nominal que era considerablemente más alta que la del dron, por lo que la interacción tuvo lugar en un período de tiempo relativamente corto.
El profesor Shim dijo: "Creo que acabamos de completar el primer paso de la investigación. Para el siguiente paso, se desarrollarán e integrarán más sistemas para la detección de aves, el alcance y el despliegue automático de drones". "El profesor Chung en Caltech esun graduado de KAIST. Y su primer alumno fue el profesor Paranjape, que ahora enseña en Imperial. Es bastante interesante que esta investigación fue realizada por un miembro de la facultad de KAIST, un alumno y su alumno en tres continentes diferentes ", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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