In de toekomst, wanneer u een Uber aanroept of de bus neemt, je deelt de rit misschien niet alleen met een andere reiziger, maar misschien ook met een drone bij aflevering. Dat is de visie van Naira Hovakimyan, hoogleraar mechanische wetenschappen en techniek aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, die een zespersoons leidt, drie instellingen (Illinois, Stanford, South Carolina) een subsidie ​​van $ 1 miljoen van de National Science Foundation (NSF) om te zien of drones en bestaande voertuigen voor het delen van ritten (RSV's) een synergetische bezorgservice in stedelijke gebieden kunnen bieden. De wil van Amazon, UPS, en de United States Postal Service kijken reikhalzend uit naar de uitkomst.

Uit een recent onderzoek van McKinsey and Company blijkt dat 50 procent van alle bezorgkosten plaatsvindt in de "laatste mijl" van bezorging op de bestemming, en - met de vraag naar nog snellere en kosteneffectieve levering door de consument - is het oplossen van dat logistieke dilemma een grote uitdaging voor de industrie.

"De grote bedrijven zijn bezig met het ontwikkelen van hun eigen netwerk van auto's en drones, " Hovakimyan zei. "Hun oplossingen bieden grote flexibiliteit aan de consument, maar een enkele persoon kan nog steeds slechts één inkooporder tegelijk aan een klant leveren, waardoor het niet schaalbaar of kosteneffectief is."

Wat Hovakimyan en haar team voorstellen, is om een ​​netwerk van drones en bestaande RSV's te ontwikkelen om een ​​pakket naar de eindbestemming te vervoeren. Bijvoorbeeld, een drone kan opstijgen vanaf een bezorgcentrum met een pakket, rendez-vous met een Uber- of massatransportvoertuig dat magneten gebruikt om aan de daken van deze voertuigen te koppelen, zelfs terwijl ze in beweging zijn, en zet ze uit het pakket. Een andere drone dicht bij de eindbestemming zou het pakket dan doorsnijden en rechtstreeks naar de deur van de consument brengen. Omdat de voertuigen voor het delen van ritten al op de weg zijn en GPS gebruiken om ze op een specifieke route te begeleiden, de drones kunnen met hen coördineren om het beste vluchtplan voor het pakket te maken. Uiteindelijk kan de bezorging meerdere van deze drop-offs onderweg met zich meebrengen.

"Door gebruik te maken van het bestaande netwerk, we pakken een complex wiskundig probleem aan, en als we het goed aanpakken, we verlagen de bezorgkosten een paar keer. In de toekomst kunnen de chauffeurs een vergoeding krijgen omdat ze ermee instemmen dat pakketten op hun voertuigen worden afgeleverd. De auto rijdt toch langs dezelfde route. Er hoeft niets te veranderen. Op basis van de route die we via hun mobiele apparaat kunnen verkrijgen, we kunnen bepalen welke voertuigen het beste kunnen worden gebruikt door middel van enige biedlogica."

Een inwoner van Armenië met een diploma in toegepaste wiskunde, theoretische mechanica, en natuurkunde, Hovakimyan past haar kennis van wiskunde al enige tijd toe voor vooruitgang in vluchtcontrole en andere industrieën. De afgelopen jaren is ze heeft een voortrekkersrol gespeeld bij het verkennen van logistiek voor de bloeiende drone-industrie. Haar start, IntelinAir, bijvoorbeeld, gebruikt luchtfoto's om bruikbare analyses voor boeren te bieden. Een eerdere NSF-beurs aan haar team onderzocht het gebruik van kleine drones voor ouderenzorg. Door dat onderzoek besefte ze het belang van ervaren veiligheid. Met andere woorden, hoe veilig zullen we ons voelen met honderden, zo niet duizenden drones die boven en om ons heen vliegen in een nauwe ruimte. Daarom zit er in dit team ook een psycholoog.

"Blijkbaar, mensen zijn meer bang voor het snelheidsprofiel van de drones dan voor hun grootte, Hovakimyan merkte op. "Door over deze problemen te leren - hoe onderscheid te maken tussen waargenomen veiligheid en werkelijke veiligheid - konden we algoritmen voor padplanning en botsingsvermijding voor drones bedenken die mensen niet zo bang zouden maken. Natuurlijk, we moeten ervoor zorgen dat we deze drones op een zeer robuuste manier kunnen bedienen en dat ze met elkaar kunnen communiceren, hebben padplanning en het vermijden van botsingen, werken op willekeurige netwerken, en veilig zijn voor de samenleving."

Cybersecurity is een andere grote uitdaging. Om het systeem te laten werken, het moet immuun zijn voor aanvallen van hackers die de vlucht van de drone willen overnemen.

"We werken aan automatische piloten die bestand zijn tegen hacking, " zei Hovakimyan. "Uiteindelijk, ze zullen allemaal samenkomen rond het hebben van één raamwerk dat alle robuustheid zal hebben tegen cyberaanvallen, tegen storingen van fysieke componenten, netwerkstoringen, enzovoort."

aanvankelijk, de pakketten die het systeem gebruiken, zouden licht zijn, zeg 5-10 pond, die een hoog percentage van online bestelde artikelen dekt. Eventueel, Hovakimyan gelooft, de gewichtslimiet zou toenemen.

"Ik denk dat deze technologie uiteindelijk in verschillende maten beschikbaar zal zijn, bij verschillende operaties, en voor het vervullen van verschillende behoeften, " zei Hovakimyan. "Het onderliggende wiskundige raamwerk is zeer rijk en complex. Het maakt gebruik van de grafentheorie, informatie theorie, speltheoretische benaderingen voor bieden, robuuste controle, ontmoeting met rijdende voertuigen, hardware, magnetische docking, enzovoort. De toekomst komt sneller dan we ons voorstellen. We proberen voorop te lopen met de algoritmen die we ontwikkelen."

uiteindelijk, ze gelooft dat mensen als Amazon ervan overtuigd zullen zijn dat het gebruik van drones en samenwerking met bestaande RSV's de meest efficiënte leveringsmethode is, ze besparen op gas, voertuig onderhoud, en mankracht die momenteel nodig zijn om de laatste mijl van levering te bereiken. Ze zijn van plan om met die grote bedrijven samen te werken aan verdere ontwikkelingsfasen van het project.