Los investigadores del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. Volaron una flota de 30 dirigibles autónomos en miniatura al unísono para probar el comportamiento de enjambre de los sistemas autónomos. Los dirigibles se respondieron entre sí mientras volaban y respondieron a las condiciones cambiantes.

Don Sofge, líder del grupo de sistemas autónomos distribuidos en NRL, y su equipo están trabajando para seguir investigando sobre superenjambres autónomos. Su objetivo es volar más de 100 dirigibles en miniatura controlados este año.

Los investigadores de Georgia Tech crearon la plataforma dirigible en miniatura y continúan proporcionando actualizaciones de diseño en colaboración con el grupo de Sofge. Este año, están actualizando los motores, agregando sensores y haciendo ajustes de diseño.

"El proceso es un toma y daca constante con diseño y escala, "Dijo Sofge." Es mejor comenzar con un diseño simple. Empiezas con algo que funciona y luego haces cambios incrementales. Hay desafíos con el diseño y hay desafíos con el escalado. Así que estamos rediseñando y luego ampliando la escala para producir los 100 dirigibles. Lo estamos dando paso a paso ".

La ciencia del enjambre

Uno de los objetivos de la investigación de Sofge es comprender los usos potenciales de los enjambres de sistemas autónomos, tanto defensivos como ofensivos. Algunos comportamientos emergentes deseados incluyen proteger un activo, proporcionar cobertura de área, realizar misiones de reconocimiento, o simplemente moviéndose en formación de un lugar a otro.

Compara a los agentes autónomos individuales con las hormigas en una colonia. Las hormigas realizan acciones a menudo equiparadas con las funciones de una sociedad, pero no tienen un control central. La posibilidad de replicar comportamientos individuales en sistemas autónomos es de gran interés para los investigadores.

"Los estamos utilizando como plataformas para demostrar comportamientos de enjambres, "Dijo Sofge." Los comportamientos se programan en cada agente individualmente. La idea es que cada agente tome sus propias decisiones, sentir el mundo que lo rodea para que la acción del grupo dé como resultado algún comportamiento emergente deseable ".

"Para que el enjambre haga algo útil, tienes que pensar en cómo programar al individuo, ", dijo." ¿Qué comportamientos o algoritmos se están ejecutando en el agente individual? En naturaleza, la mayoría de los sistemas de colonias o enjambres no tienen un control centralizado. Cada individuo está interactuando básicamente con su entorno, pero colectivamente pueden hacer cosas muy interesantes y útiles ".

Sofge y su equipo planean diseñar tales comportamientos para ampliar el comportamiento de enjambre emergente para involucrar hasta 10, 000 sistemas autónomos.

"Si está trabajando con una arquitectura de control centralizada tradicional, debe enfrentar los desafíos de comunicarse con 10, 000 agentes individualmente, "No se puede asumir que todos saben dónde están los demás", dijo Sofge.

El equipo de investigación de NRL también está trabajando para establecer una arquitectura de red sin fisuras. Están aprovechando las arquitecturas y protocolos de red existentes para un gran número de objetos que trabajan juntos. Cada objeto de un enjambre es dinámico y su ubicación nunca es fija. El objeto puede entrar y salir de la red, lo que dificulta enormemente la superposición de una arquitectura de red.

Los objetos autónomos en un enjambre deben hacer frente a un desafío común en entornos militares:la comunicación. El Departamento de Defensa de EE. UU. Opera en todo el mundo, desde el helado Ártico hasta los cálidos bosques tropicales. Mantenerse en comunicación con un agente a pesar de entornos inhóspitos y posibles interferencias enemigas es algo que Sofge y su equipo deben tener en cuenta a medida que desarrollan tecnología de enjambre.

La historia de la autonomía imitando la vida

El estudio del comportamiento de enjambres en NRL comenzó en la década de 1990 y se basó en el concepto de fisicomimética, un enfoque basado en la física que modela el comportamiento de las partículas cargadas que interactúan entre sí. Más tarde, Los enfoques de enjambre desarrollados en NRL fueron inspirados en biología por enjambres de animales, como las abejas, hormigas y pájaros en la naturaleza.

"En fisicomimética, define los objetos como tipos de partículas y crea leyes de fuerza para describir la acción entre esos tipos de partículas, "Dijo Sofge." Al elegir el tipo de partícula y las leyes de fuerza de manera adecuada, podría lograr que enjambres de agentes hicieran cosas interesantes, como moverse en formación y fluir alrededor de los objetos ".

Utilizando conceptos bioinspirados como la detección de quórum, una capacidad que utilizan las bacterias para comunicarse y coordinarse a través de moléculas de señalización, El equipo de Sofge demostró una compleja toma de decisiones en grupo utilizando comportamientos simples basados ​​en agentes.

Los investigadores de NRL tienen técnicas avanzadas de fisicomimética e inspiradas en la naturaleza para equipos de sistemas autónomos y planean continuar desarrollando nuevos algoritmos para comportamientos de enjambre. Los hallazgos más recientes han avanzado la tecnología de enjambre y muestran potencial para hacer avances en las interfaces hombre-máquina.