No futuro, quando você chama um Uber ou pega o ônibus, você pode não estar apenas compartilhando a viagem com outro viajante, mas talvez com um drone na entrega também. Essa é a visão de Naira Hovakimyan, professor de ciência mecânica e engenharia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que está liderando uma pessoa de seis, três instituições (Illinois, Stanford, Carolina do Sul) Subsídio de US $ 1 milhão da National Science Foundation (NSF) para verificar se os drones e veículos de compartilhamento de veículos (RSVs) existentes podem fornecer serviço de entrega sinergética em áreas urbanas. Gosto da Amazon, UPS, e os Correios dos Estados Unidos aguardam ansiosamente o resultado.

Um estudo recente da McKinsey and Company descobriu que 50 por cento de todos os custos de entrega ocorrem na "última milha" de entrega ao destino, e - com a demanda por uma entrega ainda mais rápida e econômica pelo consumidor - resolver esse dilema logístico é um grande desafio para o setor.

“As grandes empresas estão em processo de desenvolvimento de sua própria rede de carros e drones, "Hovakimyan disse." Suas soluções oferecem grande flexibilidade para o consumidor, mas uma única pessoa ainda pode entregar apenas um pedido de compra a um cliente por vez, que não é escalonável ou econômico. "

O que Hovakimyan e sua equipe estão propondo é desenvolver uma rede de drones e RSVs existentes para transportar um pacote até o destino final. Por exemplo, um drone pode decolar de um centro de entrega carregando um pacote, encontro com um Uber ou veículo de transporte em massa usando magnetismo para acoplar aos tetos desses veículos, mesmo em movimento, e jogue-os fora do pacote. Outro drone próximo ao destino final cruzaria a embalagem e a levaria diretamente à porta do consumidor. Como os veículos que compartilham carona já estão na estrada e usam GPS para guiá-los em uma rota específica, os drones podem coordenar com eles para fazer o melhor plano de vôo para o pacote. Eventualmente, a entrega pode envolver várias dessas quedas ao longo do caminho.

"Tirando vantagem da rede existente, estamos tratando de um problema matemático complexo, e se resolvermos isso corretamente, diminuímos os custos de entrega algumas vezes. No futuro, os motoristas podem receber um pagamento simplesmente por concordar que os pacotes sejam deixados em seus veículos. O carro está seguindo na mesma rota de qualquer maneira. Nada precisa mudar. Com base na rota que podemos obter por meio de seu dispositivo móvel, podemos determinar os melhores veículos a serem usados ​​por meio de alguma lógica de licitação. "

Um nativo da Armênia com graduação em matemática aplicada, mecânica teórica, e física, Hovakimyan vem aplicando seu conhecimento de matemática para avanços no controle de vôo e outras indústrias há algum tempo. Ao longo dos últimos anos, ela tem estado na vanguarda na exploração de logística para a indústria de drones em expansão. A inicialização dela, IntelinAir, por exemplo, está usando imagens aéreas para fornecer análises acionáveis ​​para os agricultores. Uma concessão anterior da NSF para sua equipe explorou o uso de pequenos drones para cuidar de idosos. É por meio desse estudo que ela percebeu a importância da segurança percebida. Em outras palavras, quão seguros nos sentiremos com centenas, senão milhares de drones voando acima e ao nosso redor em um espaço estreito. É por isso que essa equipe inclui um psicólogo.

"Pelo visto, os humanos têm mais medo do perfil de velocidade dos drones do que de seu tamanho, "Hovakimyan observou." Aprendendo sobre essas questões - como diferenciar entre segurança percebida e segurança real - fomos capazes de criar algoritmos de planejamento de caminho e prevenção de colisão para drones que não assustariam tanto as pessoas. Claro, precisamos ter certeza de que podemos operar esses drones de uma forma muito robusta e que eles podem interagir uns com os outros, ter planejamento de caminho e prevenção de colisões, trabalhar em redes aleatórias, e ser seguro para a sociedade. "

A segurança cibernética é outro grande desafio. Para que o sistema funcione, ele precisará ser imune a ataques de hackers que buscam assumir o controle do vôo do drone.

"Estamos trabalhando em pilotos automáticos que serão robustos para hackers, "Hovakimyan disse." No final, todos eles convergirão em torno de uma estrutura que terá toda a robustez contra ataques cibernéticos, contra falhas de componentes físicos, falhas de rede, e assim por diante."

Inicialmente, os pacotes usando o sistema seriam leves, digamos 5-10 libras, que cobre uma alta porcentagem de itens pedidos online. Eventualmente, Hovakimyan acredita, o limite de peso aumentaria.

"Acho que essa tecnologia eventualmente estará disponível em tamanhos diferentes, em diferentes operações, e para atender a diferentes necessidades, "Hovakimyan disse." A estrutura matemática subjacente é muito rica e complexa. Ele tira proveito da teoria dos grafos, teoria da informação, abordagens teóricas de jogos para licitações, controle robusto, encontro com veículos em movimento, hardware, encaixe magnético, e assim por diante. O futuro está chegando mais cedo do que imaginamos. Estamos tentando estar na vanguarda com os algoritmos que desenvolvemos. "

Em última análise, ela acredita que empresas como a Amazon ficarão convencidas de que o uso de drones e a parceria com RSVs existentes fornecem o método mais eficiente de entrega, economizando custos de gás, manutenção de veículos, e mão de obra atualmente necessária para realizar a última milha de entrega. Eles planejam trabalhar com essas grandes empresas em outros estágios de desenvolvimento do projeto.