低成本無人機(jī)在全球范圍內(nèi)的使用增加，它們在廣泛的應(yīng)用中得到了利用，有時(shí)甚至成群結(jié)隊(duì)地部署。然而，盡管無人機(jī)技術(shù)取得了進(jìn)步，但蜂群力學(xué)基本保持不變。盡管可以同步飛行大量無人機(jī)，但這些無人機(jī)群是由動畫師團(tuán)隊(duì)預(yù)先編程的，并經(jīng)過數(shù)小時(shí)的計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行了改進(jìn)。
休斯頓大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程副教授 Aaron Becker 正在努力改進(jìn)算法，以便根據(jù)鳥群和魚群的行為協(xié)調(diào)控制無人機(jī)群。“這些運(yùn)動不是預(yù)先編程的，而是基于個(gè)別鳥類或魚類的局部決定，”貝克爾說，他的工作得到了東北大學(xué)科斯塔斯研究所承諾的 170 萬美元贈款的支持。
Becker 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)包括電氣和計(jì)算機(jī)工程教授 David Jackson；電子與計(jì)算機(jī)工程助理研究教授 Julien Leclerc；和數(shù)學(xué)副教授 Daniel Onofrei。
“目前大多數(shù)關(guān)于蜂群的研究都遵循相同的模式，要么依賴于離線計(jì)算，要么使用簡單的基于規(guī)則的邏輯，例如‘跟隨領(lǐng)導(dǎo)者時(shí)不要撞到你的鄰居’。” 計(jì)算機(jī)擅長快速計(jì)算和實(shí)施策略，但人類可以擅長戰(zhàn)略決策。我們希望將這些結(jié)合起來，”貝克爾說。“我們希望我們的蜂群表現(xiàn)最佳，同時(shí)對環(huán)境變化做出流暢的反應(yīng)。我們的目標(biāo)是利用無人機(jī)的計(jì)算在本地做出明智的決策，將該信息傳遞給操作員的計(jì)算機(jī)以進(jìn)行清晰的可視化，并讓人類操作員做出高層決策。”
該技術(shù)將在兩個(gè)初始應(yīng)用場景中進(jìn)行研究。首先，無人機(jī)將對森林火災(zāi)進(jìn)行空中感應(yīng)，其中蜂群必須跟蹤火勢并將通信中繼給消防員。第二種場景，商業(yè)設(shè)施和校園的空中安保覆蓋，無人機(jī)將護(hù)送進(jìn)出校園的車輛，而每架無人機(jī)的電池壽命有限，電量耗盡后需要充電。
貝克爾擁有多年機(jī)器人研究和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，曾致力于控制大群機(jī)器人和探索系統(tǒng)，只需少量指令即可引導(dǎo)大群機(jī)器人完成任務(wù)。
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