O software e o hardware necessários para coordenar uma equipe de veículos aéreos não tripulados (UAVs) que podem se comunicar e trabalhar em prol de um objetivo comum foram recentemente desenvolvidos por pesquisadores da KAUST.

"Dar aos UAVs mais autonomia os torna um recurso ainda mais valioso, "diz Mohamed Abdelkader, que trabalhou no projeto com seus colegas sob a orientação de Jeff Shamma. "Monitorar o progresso de um drone enviado em uma tarefa específica é muito mais fácil do que pilotá-lo remotamente. Uma equipe de drones que podem se comunicar entre si fornece uma ferramenta que pode ser amplamente utilizada, por exemplo, para melhorar a segurança ou capturar imagens simultaneamente em uma grande área. "

Os pesquisadores testaram um cenário de jogo Capture the Flag, por meio do qual uma equipe de drones de defesa trabalhou junto dentro de uma área definida para interceptar um drone intruso e impedi-lo de chegar a um local específico. Para dar ao jogo mais autenticidade, e para verificar se seus algoritmos funcionariam em condições imprevisíveis, o drone intruso foi pilotado remotamente por um pesquisador.

Abdelkader e a equipe rapidamente descartaram a ideia de ter uma estação base central com a qual os drones se comunicariam. Em vez de, eles construíram UAVs sob medida e incorporaram um leve, computação de baixa potência e módulo wi-fi em cada um para que pudessem se comunicar durante o vôo.

"Uma arquitetura centralizada exige um poder de computação significativo para receber e retransmitir vários sinais, e também tem um ponto único potencial de falha total - a estação base, "explica Shamma." Em vez disso, projetamos uma arquitetura distribuída na qual os drones se coordenam com base nas informações locais e nas comunicações ponto a ponto. "

O algoritmo da equipe visa atingir um nível ideal de mensagens ponto a ponto - que não precisava ser muito, não muito pouco - e tempos de reação rápidos, sem muitos cálculos pesados. Isso permite que o algoritmo funcione efetivamente em tempo real enquanto os drones perseguem um intruso.

"Cada um de nossos drones faz seu próprio plano com base em uma previsão de visões otimistas das ações de seus companheiros de equipe e visões pessimistas das ações do oponente, "explica Abdelkader." Uma vez que essas previsões podem ser imprecisas, cada drone executa apenas uma parte de seu plano, em seguida, reavalia a situação antes de replanejar. "

Seu algoritmo funcionou bem em arenas internas e externas sob diferentes cenários de ataque. Abdelkader espera que seu software, que agora está disponível como código aberto, fornecerá a base de teste para vários aplicativos. A equipe KAUST espera permitir que os drones funcionem em maiores, áreas externas e para melhorar o software, incorporando técnicas de aprendizagem de máquina adaptáveis.