Los autos voladores, los drones y otros vehículos urbanos de movilidad aérea tienen un potencial real para brindar soluciones eficientes de transporte y entrega, pero ¿qué sucede si un dron que entrega hamburguesas con queso se descompone en un parque de la ciudad o en medio de una calle concurrida? Investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign desarrollaron un método para medir la capacidad de los vehículos para recuperarse y completar su misión de manera segura.

"Los ingenieros incorporan mucha redundancia en cada sistema, porque la falla no es una opción cuando se trata de garantizar la seguridad", dijo Melkior Ornik, profesor del Departamento de Ingeniería Aeroespacial de Illinois. "Cuando ocurren accidentes, el sistema del vehículo requiere una especie de replanificación rápida en tiempo real para continuar su misión o, menos ideal, encontrar una misión alternativa segura. Por ejemplo, es posible que el dron que no funciona bien no pueda llegar a su destino, pero tiene suficiente poder para evitar un área densamente poblada y estrellarse en un campo vacío".

Ornik desarrolló una noción que él llama resiliencia cuantitativa de un sistema de control que trata de establecer las capacidades de un sistema después de que experimenta un evento adverso. Un escenario examinó la capacidad de recuperarse de la pérdida de un actuador, cuando un motor, timón u otra pieza se daña y ya no tiene control sobre una parte de su sistema.

"Los otros casos analizaron situaciones en las que todos los actuadores aún funcionan, pero no a plena potencia", dijo Ornik. "Digamos que está conduciendo su automóvil y de repente solo puede girar el volante una cuarta parte, no del todo. Estamos tratando de establecer cómo seguir controlando el sistema de la manera más segura posible después de algo así". sucede."

Ornik dijo que calcular la resiliencia cuantitativa es una tarea compleja, ya que requiere resolver cuatro problemas de optimización anidados, posiblemente no lineales.

"La principal contribución técnica de este trabajo es que proporcionamos un método eficiente para calcular la resiliencia cuantitativa", dijo. "Basándonos en la teoría de control y en dos resultados geométricos novedosos, reducimos el cálculo de la resiliencia cuantitativa a un único problema de optimización lineal".

Parte del proyecto fue una colaboración industrial con Bihrle Applied Research, Inc. "Esta fue mi primera experiencia con este tipo de esfuerzo colaborativo. Bihrle es una empresa aeroespacial interesada en herramientas para garantizar la seguridad de aeronaves y vehículos aéreos urbanos y estar preparados para cuando algo malo sucede. Esta capacidad de trabajar cuando el equipo falla tiene implicaciones en la vida real".