Los equipos de búsqueda y rescate ya están utilizando drones para localizar excursionistas desaparecidos. Los agricultores los están volando sobre los campos para inspeccionar los cultivos. Y las compañías de entrega pronto usarán drones para lanzar paquetes en la puerta de su casa.
Con tantas aplicaciones para la tecnología, un investigador de la Universidad Estatal de Iowa dice que el siguiente paso es expandir la capacidad mediante el despliegue de flotas de drones. Pero hacer que eso suceda no es tan simple como lanzar múltiples aviones a la vez. Borzoo Bonakdarpour, profesor asistentede informática, dice que a diferencia de pilotar un solo avión no tripulado por control remoto, operar una flota requiere un sistema automatizado para coordinar la tarea, pero permite que los drones respondan de manera independiente al clima, un choque o eventos inesperados.
"El sistema operativo debe ser confiable y seguro. Los drones deben comunicarse entre sí sin un comando central que le diga a cada unidad a dónde ir y qué hacer cuando cambian las condiciones", dijo Bonakdarpour. "También queremos optimizar el tiempoy energía para completar la tarea, porque las baterías de drones solo duran alrededor de 15 o 20 minutos ".
Para abordar este problema, Bonakdarpour y sus colegas desarrollaron un modelo matemático para calcular el costo - tiempo y energía - para completar una tarea basada en el número de drones y estaciones de recarga disponibles. El modelo considera la energía requerida para cada dron para completarsu parte de la tarea y volar a una estación de carga según sea necesario.
En el papel, la solución es relativamente simple para un equipo de informáticos, pero Bonakdarpour dice que pasar de la teoría a la implementación no es tan fácil. "A medida que trabajamos en un problema, en realidad encontramos nuevos problemas que debemos resolver. Es desafiante, peroeso también es lo que lo hace emocionante ", dijo.
Por ejemplo, si una batería dura 15 minutos en el laboratorio, puede caer a 10 minutos en un día caluroso o frío. La ubicación de las estaciones de carga es otro problema. La ubicación óptima puede estar en el medio de un lago e inaccesible enrealidad.
Gestión de compensaciones entre energía y seguridad
Basado en su modelo, Bonakdarpour, Anh-Duy Vu con la Universidad McMaster, Canadá; y Ramy Medhat con Google en Waterloo, Canadá, desarrollaron cuatro métodos operativos: tres técnicas de optimización fuera de línea y un algoritmo en línea. Mientras que una técnica fuera de línea es limitada porquelas rutas de vuelo preprogramadas no permiten que los drones respondan a eventos inesperados o condiciones cambiantes, Bonakdarpour dice que proporciona la base para que funcione el algoritmo en línea.
Los investigadores realizaron una serie de simulaciones utilizando cuatro drones para evaluar la eficiencia y la seguridad. Descubrieron que el algoritmo en línea gestionó con éxito la compensación de seguridad-energía dentro de los límites de energía de los drones. La flota completó todas las tareas asignadas y más de la mitad delas verificaciones de autenticación. Los investigadores presentaron recientemente los hallazgos en la Conferencia Internacional sobre Sistemas Ciberfísicos en Canadá.
Defensa contra hackers, drones no autorizados
Operar una flota automatizada de drones plantea riesgos de seguridad que son menos preocupantes al pilotar un solo dron por control remoto. Bonakdarpour dice que con los drones de automatización deben recibir la señal GPS y posicionarse con frecuencia. Si la señal cae o los drones vuelan a unárea que no tiene GPS, puede convertirse rápidamente en un problema.
"Si conduce su automóvil y pierde el GPS, sus habilidades de manejo no dependen de esa señal. Puede perder una salida, pero la pérdida de señal por un minuto generalmente no es gran cosa. Sin embargo, con los drones solounos segundos no son tolerables ", dijo Bonakdarpour.
Los errores o errores de software pueden hacer que un avión no tripulado salga del camino y no siga las instrucciones para completar la misión. Bonakdarpour dice que los piratas informáticos también pueden enviar una señal incorrecta u operar un avión no tripulado para hacerse pasar por la flota. Si bien encontrar soluciones tomará tiempo, Bonakdarpour dicela tecnología existe para que esto suceda. Sin embargo, también necesitará el apoyo de la industria para construir infraestructura y estaciones de carga, así como cambios regulatorios para permitir la operación de una flota de drones.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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