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  • Obstáculos a superar antes de operar frotas de drones se tornem realidade

    Borzoo Bonakdarpour está trabalhando em maneiras de melhorar a eficiência e manter a segurança ao operar uma frota de drones. Crédito:Faculdade de Artes e Ciências Liberais da Universidade Estadual de Iowa

    Equipes de busca e resgate já estão usando drones para localizar caminhantes desaparecidos. Os agricultores estão voando com eles sobre os campos para fazer o levantamento das safras. E as empresas de entrega em breve usarão drones para deixar os pacotes na sua porta.

    Com tantos aplicativos para a tecnologia, Um pesquisador da Iowa State University diz que o próximo passo é expandir a capacidade com a implantação de frotas de drones. Mas fazer isso acontecer não é tão simples quanto lançar várias aeronaves ao mesmo tempo. Borzoo Bonakdarpour, um professor assistente de ciência da computação, diz ao contrário de pilotar um único drone por controle remoto, operar uma frota requer um sistema automatizado para coordenar a tarefa, mas permite que os drones respondam independentemente ao clima, uma falha ou eventos inesperados.

    "O sistema operacional deve ser confiável e seguro. Os drones precisam falar uns com os outros sem um comando central dizendo a cada unidade para onde ir e o que fazer quando as condições mudarem, "Bonakdarpour disse." Também queremos otimizar o tempo e a energia para concluir a tarefa, porque as baterias dos drones duram apenas cerca de 15 ou 20 minutos. "

    Para resolver este problema, Bonakdarpour e seus colegas desenvolveram um modelo matemático para calcular o custo - tempo e energia - para completar uma tarefa com base no número de drones e estações de recarga disponíveis. O modelo considera a energia necessária para cada drone para completar sua parte da tarefa e voar para uma estação de carregamento conforme necessário.

    No papel, a solução é relativamente simples para uma equipe de cientistas da computação, mas Bonakdarpour diz que passar da teoria à implementação não é tão fácil. "Enquanto trabalhamos em um problema, na verdade, encontramos novos problemas que devemos resolver. É desafiador, mas também é o que o torna empolgante, " ele disse.

    Por exemplo, se a bateria durar 15 minutos no laboratório, pode cair para 10 minutos em um dia quente ou frio lá fora. Localizar estações de carregamento é outro problema. O posicionamento ideal pode ser no meio de um lago e inacessível na realidade.

    Gerenciando tradeoff entre energia e segurança

    Com base em seu modelo, Bonakdarpour, Anh-Duy Vu com McMaster University, Canadá; e Ramy Medhat com o Google em Waterloo, Canadá, desenvolveu quatro métodos operacionais - três técnicas de otimização offline e um algoritmo online. Embora uma técnica offline seja limitada porque as rotas de voo pré-programadas não permitem que os drones respondam a eventos inesperados ou mudanças nas condições, Bonakdarpour diz que fornece a base para o funcionamento do algoritmo online.

    Os pesquisadores realizaram uma série de simulações (veja o vídeo) usando quatro drones para testar a eficiência e segurança. Eles descobriram que o algoritmo online gerenciou com sucesso a compensação entre segurança e energia dentro dos limites de energia dos drones. A frota concluiu todas as tarefas atribuídas e mais da metade das verificações de autenticação. Os pesquisadores recentemente apresentaram as descobertas na Conferência Internacional sobre Sistemas Ciber-Físicos no Canadá.

    Defesa contra hackers, drones desonestos

    Operar uma frota automatizada de drones apresenta riscos de segurança que são menos preocupantes ao pilotar um único drone por controle remoto. Bonakdarpour diz que os drones de automação precisam receber o sinal e a posição do GPS com frequência. Se o sinal cair ou os drones voarem para uma área que não tem GPS, pode rapidamente se tornar um problema.

    "Se você está dirigindo seu carro e perde o GPS, suas habilidades de direção não dependem desse sinal. Você pode perder uma saída, mas a perda de sinal por um minuto geralmente não é um grande problema. Contudo, com drones, apenas alguns segundos não é tolerável, "Bonakdarpour disse.

    Bugs ou erros de software podem fazer com que um drone saia do curso e não siga as instruções para completar a missão. Bonakdarpour diz que os hackers também podem enviar o sinal errado ou operar um drone para falsificar a identidade da frota. Embora seja preciso tempo para encontrar soluções, Bonakdarpour diz que existe tecnologia para fazer isso acontecer. Contudo, também exigirá o apoio da indústria para construir infraestrutura e estações de recarga, bem como mudanças regulatórias para permitir a operação de uma frota de drones.


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