搜救人员已经在使用无人机找到失踪的徒步旅行者。农民们将他们飞过田野去调查农作物。送货公司很快就会使用无人机将包装放在家门口。
爱荷华州立大学的研究人员表示，由于该技术应用如此之多，下一步是通过部署无人机舰队来扩大容量。但实现这一目标并不像一次发射多架飞机那么简单。计算机科学助理教授Borzoo Bonakdarpour说，不像通过遥控驾驶单个无人机，操作舰队需要一个自动系统来协调任务，但允许无人机独立应对天气，碰撞或意外事件。
“操作系统必须可靠和安全。无人机需要在没有中央命令的情况下相互交谈，告诉每个单元去哪里以及在条件发生变化时该怎么做，”Bonakdarpour说。“我们还希望优化时间和精力来完成任务，因为无人机电池只能持续15或20分钟。”
为了解决这个问题，Bonakdarpour和他的同事开发了一个数学模型来计算成本 - 时间和能量 - 根据可用的无人机和充电站的数量来完成任务。该模型考虑了每架无人机完成任务所需的能量，并根据需要飞往充电站。
从理论上讲，解决方案对于计算机科学家团队来说相对简单，但Bonakdarpour表示，从理论到实施并不容易。“当我们处理一个问题时，我们实际上发现了我们必须解决的新问题。这很具挑战性，但这也是令人兴奋的原因，”他说。
例如，如果电池在实验室中持续15分钟，则在外面的炎热或寒冷的一天可能会下降到10分钟。定位充电站是另一个问题。最佳位置可能位于湖中，实际上无法进入。
管理能源和安全之间的权衡
基于他们的模型，Bonakdarpour，Anh-Duy Vu与加拿大麦克马斯特大学; 谷歌在加拿大滑铁卢的Ramy Medhat开发了四种操作方法 - 三种离线优化技术和一种在线算法。虽然离线技术受到限制，因为预编程的飞行路径不允许无人机响应意外事件或改变条件，但Bonakdarpour表示它为在线算法的运行提供了基础。
研究人员使用四架无人机进行了一系列模拟，以测试效率和安全性。他们发现在线算法成功地管理了无人机能量范围内的安全 - 能量权衡。机队完成了所有分配的任务和超过一半的身份验证检查。研究人员最近在加拿大网络物理系统国际会议上介绍了这些发现。
防御黑客，流氓无人机
操作自动化无人机系列会带来安全风险，而这些安全风险在通过遥控驾驶单个无人机时不那么重要。Bonakdarpour表示，自动化无人机需要经常接收GPS信号和位置。如果信号下降或无人机飞入GPS拒绝的区域，它很快就会成为一个问题。
“如果你正在驾驶你的汽车而失去GPS，你的驾驶技能并不依赖于那个信号。你可能会错过一个出口，但是一分钟的信号丢失通常不是什么大问题。但是，无人机只是一些秒是不能容忍的，“Bonakdarpour说。
软件错误或错误可能导致无人机偏离航线而不遵循指示完成任务。Bonakdarpour说，黑客也可以发出错误信号或操作无人机来冒充舰队。虽然寻找解决方案需要时间，但Bonakdarpour表示，该技术的存在是为了实现这一目标。然而，它还将需要行业支持来建设基础设施和充电站以及监管变化，以允许无人机的运行。