Communicatie is de sleutel voor elk team dat samen een taak probeert te voltooien, of het nu gaat om mensen of om autonome robots. Maar hoewel mensen intuïtie en ervaring kunnen gebruiken om onvoorziene omstandigheden te beheersen, een robot kan niet buiten zijn programmering werken.

Voor veel eskaders van drones die in het veld opereren - misschien het zoeken naar een stralingslek in een nucleaire faciliteit met dikke betonnen muren of het in kaart brengen van kilometers oceaanbodem - is het onmogelijk om constant in contact te blijven. Hun programmering, dan, moet zich kunnen aanpassen aan uitdagingen zoals een veranderend operationeel gebied of plotseling verlies van communicatie.

Michael Zavlanos, de Mary Milus Yoh en Harold L. Yoh, Jr. universitair hoofddocent aan de Duke University, werkt aan intermitterende communicatieprotocollen waarmee robots tijdelijk van elkaar kunnen loskoppelen om autonoom te werken op zulke moeilijke terreinen.

"Door de verbinding met het netwerk te verbreken, de robots kunnen verschillende gebieden bestrijken zonder communicatiebeperkingen, "zei Zavlanos. "Het doel is om ervoor te zorgen dat ze uiteindelijk altijd weer verbinding zullen maken op goed onderhandelde vergaderlocaties om informatie tussen elkaar uit te wisselen."

Maar wat gebeurt er als een robot niet op het geplande tijdstip op een communicatiepunt arriveert? Wachten de andere robots eeuwig? Als er maar een paar dingen tegelijk mis gaan, het hele systeem kan vastlopen met robots die op verschillende locaties op elkaar wachten.

Om dit probleem te omzeilen, Zavlanos programmeert zijn squadron robots zo dat ze onzekerheid in de aankomsttijden op de communicatielocaties kunnen verdragen. Op deze manier, communicatiegebeurtenissen vinden gegarandeerd plaats en informatie kan zich uiteindelijk met tussenpozen van elke robot naar elke andere robot in het team verspreiden. Hoewel dit probleem misschien eenvoudig lijkt voor kleine teams van slechts een paar robots, het wordt al snel ontmoedigend bij het opschalen naar tientallen drones of meer.

"De vraag die we echt proberen te beantwoorden, is welke robots waar en wanneer moeten communiceren, zodat informatie voor onbepaalde tijd kan worden verspreid. " zei Zavlanos. "We willen ook dat deze robots deze reeksen communicatiegebeurtenissen op een gedistribueerde manier ontwerpen met alleen lokale informatie, ook al zijn ze in wezen meestal van elkaar losgekoppeld."

Het huidige werk van Zavlanos omvat vier autonome grondrobots die zoeken naar vier verschillend gekleurde sterren, die belangrijke stukjes informatie vertegenwoordigen. De simulatie bevat ook verschillende gemarkeerde locaties voor mogelijke communicatie. Terwijl ze hun zoekpatroon doorlopen en met elkaar communiceren, uiteindelijk verzamelt één robot alle vier de sterren en geeft ze terug aan de gebruiker.

"In dit specifieke experiment de robots weten al van tevoren welke taken ze moeten uitvoeren, " zei Zavlanos. "Maar we werken ook aan een adaptieve versie waarbij de taken in realtime worden aangekondigd, en de robots moeten nieuwe zoekpaden plannen en er tegelijkertijd voor zorgen dat hun communicatieprotocollen intact blijven."