Los equipos de búsqueda y rescate ya están utilizando drones para localizar a los excursionistas desaparecidos. Los agricultores los están volando sobre los campos para inspeccionar los cultivos. Y las empresas de reparto pronto utilizarán drones para dejar 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 varios aviones a la vez. Borzoo Bonakdarpour, un profesor asistente de ciencias de la computación, dice, a diferencia de pilotar un solo dron por control remoto, operar una flota requiere un sistema automatizado para coordinar la tarea, pero permite que los drones respondan de forma independiente al clima, un accidente o eventos inesperados.

"El sistema operativo debe ser confiable y seguro. Los drones necesitan comunicarse entre sí sin un comando central que le diga a cada unidad adónde ir y qué hacer cuando cambien las condiciones". ", Dijo Bonakdarpour." También queremos optimizar el tiempo y la energía para completar la tarea, porque las baterías de los drones solo duran entre 15 y 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 en función del número de drones y estaciones de recarga disponibles. El modelo considera la energía requerida para que cada dron complete su parte de la tarea y vuele a una estación de carga según sea necesario.

Sobre el papel, la solución es relativamente sencilla para un equipo de informáticos, pero Bonakdarpour dice que pasar de la teoría a la implementación no es tan fácil. "Mientras trabajamos en un problema, de hecho, encontramos nuevos problemas que debemos resolver. Es desafiante, pero eso también lo hace emocionante, " él dijo.

Por ejemplo, si una batería dura 15 minutos en el laboratorio, puede bajar a 10 minutos en un día caluroso o frío afuera. La ubicación de las estaciones de carga es otro problema. La ubicación óptima puede estar en medio de un lago y ser inaccesible en realidad.

Gestionar el equilibrio entre energía y seguridad

Según su modelo, Bonakdarpour, Anh-Duy Vu con la Universidad McMaster, Canadá; y Ramy Medhat con Google en Waterloo, Canadá, desarrolló cuatro métodos operativos:tres técnicas de optimización fuera de línea y un algoritmo en línea. Si bien una técnica fuera de línea es limitada porque las 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 (ver video) utilizando cuatro drones para probar la eficiencia y la seguridad. Descubrieron que el algoritmo en línea gestionó con éxito la compensación entre seguridad y energía dentro de los límites de energía de los drones. La flota completó todas las tareas asignadas y más de la mitad de las verificaciones de autenticación. Los investigadores presentaron recientemente los hallazgos en la Conferencia Internacional sobre Sistemas Ciberfísicos en Canadá.

Defenderse de los piratas informáticos drones rebeldes

Operar una flota automatizada de drones plantea riesgos de seguridad que son menos preocupantes cuando se pilota un solo dron por control remoto. Bonakdarpour dice que con la automatización, los drones necesitan recibir la señal GPS y la posición con frecuencia. Si la señal cae o los drones vuelan a un área que no tiene GPS, puede convertirse rápidamente en un problema.

"Si conduce su automóvil y pierde el GPS, sus habilidades de conducción no dependen de esa señal. Puede perder una salida pero la pérdida de señal durante un minuto no suele ser un gran problema. Sin embargo, con drones solo unos segundos no es tolerable, "Dijo Bonakdarpour.

Los errores o errores de software pueden hacer que un dron se desvíe del rumbo y no siga las instrucciones para completar la misión. Bonakdarpour dice que los piratas informáticos también pueden enviar la señal incorrecta u operar un dron para hacerse pasar por la flota. Aunque encontrar soluciones llevará tiempo, Bonakdarpour dice que existe la tecnología para que esto suceda. Sin embargo, También requerirá 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.