Onbemande luchtvoertuigen, of UAV's, worden steeds vaker gebruikt voor taken die te moeilijk of te gevaarlijk zijn voor mensen om te voltooien. Maar betere controle en communicatie tussen groepen UAV's met vergelijkbare taken is nog steeds nodig, deskundigen zeggen.

Yan Wan, universitair hoofddocent elektrotechniek aan de Universiteit van Texas in Arlington, probeert deze uitdaging op te lossen door controle- en communicatiesystemen in samenhang te ontwerpen. Haar onderzoek, onlangs gepubliceerd in IEEE-transacties over de besturing van netwerksystemen , maakt deel uit van een National Science Foundation Faculty Early Career Development Program, of CARRIRE, beurs die ze in 2015 ontving.

Wan onderzocht netwerkoplossingen die het beste werken voor meerdere UAV's die een enkel doel proberen te bereiken met beperkte fysieke middelen. Terwijl de huidige regelalgoritmen aannemen dat communicatie tussen voertuigen aanwezig is, dat is niet altijd het geval omdat er geen rekening wordt gehouden met communicatie-eisen bij het ontwerpen van de besturing, ze zei.

"Een belangrijke factor bij het succesvol ontwerpen van externe netwerkbesturingssystemen is de hoeveelheid doorvoer die via de communicatiezijde wordt gerouteerd, " zei Wan. "Een ontwerp dat een hoge doorvoer vereist, indien niet ontmoet in een onvolmaakte communicatieomgeving, kan leiden tot het verlies van stuursignalen en het mislukken van stuurtaken.

"We ontdekten dat gelaagde structuren, waarin meerdere groepen UAVS met elkaar communiceren via groepsleiders, zijn veelbelovend om genetwerkte UAV's te besturen, " vervolgde ze. "We hebben bewezen dat dergelijke structuren de communicatiedoorvoer aanzienlijk kunnen verminderen, terwijl ze toch een efficiënte voltooiing van gedistribueerde controletaken mogelijk maken."

het onderzoek van Wan, nog in de theoretische fase, gevolgen kunnen hebben voor het ontwerp van toekomstige onbemande voertuignetwerken, zelfs mogelijk, echt autonome UAV's die werken zonder menselijke controllers. Inzicht in het bouwen van netwerken die rekening houden met zowel controle- als communicatiebehoeften, zou de efficiëntie verhogen, doorvoervereisten verminderen en netwerkbeheermogelijkheden verbeteren.

Wan is ook de teamleider op een $ 998, 803 subsidie ​​van de National Science Foundation om een ​​genetwerkt computerplatform in de lucht te ontwikkelen voor meerdere onbemande luchtsystemen. Wanneer voltooid, het platform zal beschikbaar zijn voor onderzoekers en het gebruik van genetwerkte UAV's mogelijk maken voor civiele toepassingen zoals intelligent transport, noodhulp, toezicht op de infrastructuur en landbouw.

Het onderzoek is een voorbeeld van UTA's werk op het gebied van datagedreven ontdekkingen, een van de thema's van het Strategisch Plan 2020 van de RUG, zei Jonathan Bredow, voorzitter van de afdeling Elektrotechniek.

"Onbemande luchtvaartuigen hebben veel potentiële toepassingen, " zei hij. "Hoe meer we efficiëntie en veiligheid kunnen verhogen door betere controle, hoe meer flexibiliteit we zullen hebben bij het gebruik ervan. Het onderzoek van dr. Wan zal dit in de zeer nabije toekomst mogelijk maken."