Cómo los drones pueden evitar colisiones al compartir conocimientos

Si la Administración Federal de Aviación de EE. UU. permite el uso generalizado de drones comerciales, los cielos pronto podrían vibrar con enjambres de vehículos aéreos no tripulados, especialmente en núcleos urbanos densos. Eso significa que los drones tendrán la tarea de evitar colisiones de forma autónoma, ya que su número será demasiado alto para depender de los controladores de tráfico aéreo humanos en todo momento.

Los drones que vuelen en ciudades densamente construidas deberán programarse para tomar decisiones rápidas para evitar colisiones.

El Laboratorio de Sistemas Inteligentes de Stanford es solo un equipo de más de 130 que trabajan con la NASA para resolver cómo administrar el tráfico de drones. El sistema de gestión del tráfico, que estará en desarrollo durante los próximos años, ayudará a los drones a comunicarse entre sí y evitar posibles colisiones.

Van a realizar misiones mucho más inusuales que requerirán que vuelen en rutas de vuelo con curvas, dice Mykel Kochenderfer, director del laboratorio de Stanford. Ser robusto a esa incertidumbre es muy, muy importante.

A artículo reciente publicado por Kochenderfer y el estudiante de posgrado en ingeniería mecánica Hao Yi Ong describe un proceso de decisión rápido que el sistema de gestión de tráfico puede usar para desviar los drones y evitar una colisión. Su equipo ejecutó más de un millón de simulaciones de situaciones de conflicto para entre dos y 10 drones. Los drones recibieron diferentes niveles de información sobre los otros drones en el sistema y luego se probaron en su tiempo de respuesta y con qué frecuencia entraron en conflicto.

Los investigadores de Stanford descubrieron que los drones podían tomar las decisiones más rápidas cuando se combinaban con el otro dron más cercano, y los dos solo consideraban el comportamiento del otro. La respuesta más lenta ocurrió cuando los drones consideraron su propio entorno y luego enviaron sus resultados a un sistema central que envió las decisiones a todo el grupo. El tiempo de decisión siempre aumentaba a medida que entraban más drones en la simulación, pero el sistema siempre podía tomar una decisión sobre el desvío de un dron en 50 milisegundos.

Si bien los drones que alimentaban sus datos a un sistema central de toma de decisiones eran los más lentos, también eran los más seguros. Los drones eran los menos propensos a encontrar conflictos cuando alimentaban datos a un sistema central. Los drones que recibieron datos de ubicación de otros drones y asumieron que permanecerían en el mismo camino tenían más probabilidades de encontrar conflictos.

El laboratorio de Stanford también trabaja con autos autónomos y control de tráfico aéreo para aviones convencionales. Uno de sus proyectos, que Kochenderfer desarrolló en parte con antiguos colegas del MIT, implicó usar una pequeña cantidad de potencia informática para decidir cómo un avión debería evitar una colisión. Tradicionalmente, la prevención de colisiones se ha basado en casi 2000 páginas de documentos que detallan todos los escenarios posibles y cómo reaccionar. La solución de Stanford y MIT se está estandarizando actualmente para su uso en todos los aviones grandes.

La NASA planea pasar 2016 probando los sistemas de gestión de tráfico de drones que ha desarrollado hasta ahora en los sitios de prueba de drones establecidos por la FAA en los EE. UU. En noviembre, un equipo de la NASA voló un dron en Moffett Field en California mientras simulaba conflictos con drones generados en una computadora, activando una versión temprana del sistema de gestión de tráfico para alertar a los drones sobre posibles colisiones. La FAA también probó sistemas similares desarrollados por la compañía de servicios y software de drones. Halcón de precisión (ver FAA probará la capacidad de los drones para salir de problemas).

Para permitir UAS [sistemas de aeronaves no tripuladas] a gran escala con una combinación de más allá de la línea de visión visual y dentro de la línea de visión visual, necesitamos un sistema que consista en tecnologías para administrar el espacio aéreo y las capacidades en el propio UAS, reglas del espacio aéreo, y procedimientos para gestionar contingencias y emergencias, dice Parimal Kopardekar, quien dirige el programa de control de tráfico de drones de la NASA.

Kochenderfer dice que los investigadores de Stanford han probado su trabajo en simulaciones, pero aún no lo han visto operar con drones reales. Validar que funcione en el aire es uno de los pasos finales.

Esta es una de las áreas más emocionantes de la industria aeroespacial en este momento: el uso de drones, dice Kochenderfer. Muchas de las aplicaciones que habilitan pueden conducir a nuevos modelos económicos, pero creo que el potencial para salvar vidas y mejorar la eficiencia es realmente muy interesante.

esconder