Een nieuw energie-efficiënt algoritme voor gegevensroutering, ontwikkeld door een internationaal team, kan ervoor zorgen dat zwermen onbemande luchtvaartuigen langer blijven vliegen en helpen. rapporteer deze maand een internationaal team van onderzoekers in het tijdschrift Chaos .

UAV-zwermen zijn coöperatief, intercommunicerende groepen UAV's die worden gebruikt voor een brede en groeiende verscheidenheid aan civiele en militaire toepassingen. Bij rampenbestrijding, vooral wanneer de lokale communicatie-infrastructuur wordt vernietigd, UAV-zwermen gekoppeld aan een of meer lokale basisstations fungeren als ogen in de lucht, eerstehulpverleners voorzien van cruciale informatie over schade en overlevenden.

"De batterijcapaciteit van UAV's is een kritieke tekortkoming die hun gebruik in uitgebreide zoek- en reddingsmissies beperkt, " zei co-auteur Wuhui Chen, een onderzoeker aan de Chinese Sun Yat-Sen University.

Een groot deel van het energieverbruik van een UAV kan te maken hebben met hoge bandbreedte en lange zendtijden - denk in dergelijke gevallen aan de belasting van de batterij van uw telefoon. Dit behandelen, Chen en collega's hebben een UAV-algoritme voor het routeren van zwermgegevens ontwikkeld dat de kracht van de groep gebruikt om de realtime transmissiesnelheden te maximaliseren en individuele UAV-batterijuitdagingen te minimaliseren.

Hun nieuwe hybride computationele benadering combineert lineaire programmering en een genetisch algoritme om een ​​"multi-hop" datarouteringsalgoritme te creëren. Een genetisch algoritme lost chaotische optimalisatieproblemen op met behulp van een analoog van natuurlijke selectie, het proces dat biologische evolutie aandrijft.

Live, het nieuwe adaptieve op LP gebaseerde genetische algoritme (ALPBGA) identificeert de laagste communicatie-energieroute binnen een zwerm en balanceert tegelijkertijd het individuele UAV-stroomverbruik, bijvoorbeeld, door te bepalen welke UAV informatie naar een basisstation zal zenden.

"Door het stroomverbruik tussen de UAV's in evenwicht te brengen, we verbeteren het vermogen van het hele systeem aanzienlijk, " zei Patrick Hung, een co-auteur aan het University of Ontario Institute of Technology in Canada. "Onze simulaties laten zien dat onze aanpak de bestaande state-of-the-art methoden kan overtreffen."

Deze computersimulaties laten zien dat, vooral als de zwermgrootte toeneemt van 10 tot honderden UAV's, ALPBGA vermindert het aantal UAV's dat stopt met communiceren met 30% tot 75% in vergelijking met bestaande toonaangevende UAV-algoritmen voor zwermcommunicatie.

"We geloven dat de resultaten van ons onderzoek anderen zullen inspireren om energiezuinigere UAV-communicatiesystemen te ontwerpen. " zei Chen, die van plan is het ALPBGA-onderzoek uit te breiden om het te optimaliseren binnen de context van verschillende zwermvliegtrajecten.