Wahandisi huko Caltech wamefundisha Ndege isiyo na rubani Kuchunga kundi zima la Ndege Mbali na Viwanja vya Ndege

Wahandisi huko Caltech wameunda kanuni mpya ya udhibiti inayowezesha ndege moja isiyo na rubani kuchunga kundi zima la ndege mbali na anga ya uwanja wa ndege.. Algorithm imewasilishwa katika utafiti katika Shughuli za IEEE kwenye Roboti.

Mradi huo ulitokana na msukumo wa 2009 “Muujiza juu ya Hudson,” wakati Ndege ya Shirika la Ndege la Marekani 1549 liligonga kundi la bukini muda mfupi baada ya kupaa na marubani Chesley Sullenberger na Jeffrey Skiles walilazimika kutua katika Mto Hudson karibu na Manhattan..

“Abiria kwenye Ndege 1549 waliokolewa tu kwa sababu marubani walikuwa wastadi sana,” Anasema Soon-Jo Chung, profesa msaidizi wa anga na Msomi wa Bren katika Idara ya Uhandisi na Sayansi Inayotumika na pia mwanasayansi wa utafiti wa JPL, na mpelelezi mkuu wa mradi wa ufugaji wa ndege zisizo na rubani. “Ilinifanya nifikiri kwamba wakati ujao huenda usiwe na mwisho mzuri kama huo. Kwa hiyo nilianza kutafuta njia za kulinda anga dhidi ya ndege kwa kutumia maeneo yangu ya utafiti katika kujitegemea na robotiki.”

Mikopo: Hivi karibuni-Jo Chung/Caltech

Mikakati ya sasa ya kudhibiti anga ni pamoja na kurekebisha mazingira yanayoizunguka ili kuifanya isivutie sana ndege, kutumia falcon waliofunzwa ili kuwatisha makundi, au hata kuendesha ndege isiyo na rubani ili kuwatisha ndege. Mikakati hii inaweza kuwa ya gharama kubwa au—katika kesi ya ndege isiyo na rubani inayoendeshwa kwa mkono—isiyotegemewa, Anasema Chung, ambaye ni mtafiti katika Kituo cha Caltech cha Mifumo na Teknolojia ya Kujiendesha.

“Wakati wa kuchunga ndege mbali na anga, unapaswa kuwa mwangalifu sana katika jinsi unavyoweka drone yako. Ikiwa ni mbali sana, haitahamisha kundi. Na ikiwa inakaribia sana, unahatarisha kuwatawanya kundi na kulifanya lisidhibitiwe kabisa. Hiyo ni ngumu kufanya na drone iliyojaribiwa.”

Ufugaji hutegemea uwezo wa kusimamia kundi kama kundi moja, chombo kilichomo—kukiweka pamoja huku kikibadilisha mwelekeo wake wa kusafiri. Kila ndege katika kundi humenyuka kwa mabadiliko katika tabia ya ndege walio karibu naye. Ufugaji bora unahitaji tishio la nje-katika kesi hii, ndege isiyo na rubani—kujiweka kwa njia ambayo inawahimiza ndege kwenye ukingo wa kundi kufanya mabadiliko ya mkondo ambayo kisha huathiri ndege walio karibu nao., ambao huathiri ndege mbali zaidi kwenye kundi, Nakadhalika, mpaka kundi zima libadilike. Msimamo unapaswa kuwa sahihi, hata hivyo: ikiwa tishio la nje litakuwa na bidii sana na kukimbilia kwenye kundi, ndege wataogopa na kutenda kibinafsi, si kwa pamoja.

Katika 2013, alipokuwa profesa msaidizi katika Chuo Kikuu cha Illinois huko Urbana-Champaign, Chung alipokea Tuzo la National Science Foundation CAREER ili kukabiliana na tatizo hilo. Awali, Chung alikusudia kujenga mtu anayejiongoza, roboti anayerukaruka ambaye ndege yake ingeiga ile ya falcon, kwa kuhesabia kuwa muundo ulioongozwa na viumbe hai ungeifanya kuwa na ufanisi zaidi katika kudhibiti makundi kwa kuwapa tishio linaloonekana asili.. Wakati kazi katika mwelekeo huo ilitoa mtindo mpya kabisa wa drone-the “Bat Bot” ambayo Chung alifunua mnamo 2017-aligundua kuwa drone ya nje ya rafu ilikuwa na ufanisi katika kuchunga ndege..

Kufundisha ndege isiyo na rubani kufuga kwa uhuru, Chung na wenzake, akiwemo Aditya Paranjape wa Imperial College London, mmoja wa wanafunzi wake wa zamani waliohitimu, alisoma na kutoa mfano wa hisabati wa mienendo ya kumiminika kuelezea jinsi kundi hujenga na kudumisha malezi., jinsi wanavyoitikia vitisho pembezoni mwa kundi, na jinsi wanavyowasilisha tishio hilo kupitia kundi. Kazi yao inaboresha algorithms iliyoundwa kwa ajili ya kuchunga kondoo, ambayo ilihitaji tu kufanya kazi katika vipimo viwili, badala ya watatu.

“Tulisoma kwa uangalifu mienendo ya kundi na mwingiliano kati ya kundi na wanaowafuata ili kukuza kanuni ya ufugaji yenye sauti ya kihisabati ambayo inahakikisha uhamishaji salama wa mifugo kwa kutumia ndege zisizo na rubani.,” Anasema Kyunam Kim, msomi wa baada ya udaktari katika anga huko Caltech na mwandishi mwenza wa karatasi ya IEEE.

Mara tu walipoweza kutoa maelezo ya hisabati ya tabia za kumiminika, watafiti waliibadilisha ili kuona jinsi vitisho vya nje vinavyokaribia vitajibiwa na makundi, na kisha ikatumia habari hiyo kuunda kanuni mpya ya ufugaji ambayo hutoa njia bora za ndege kwa ndege zisizo na rubani zinazoingia ili kusogeza kundi mbali na anga iliyolindwa bila kuitawanya..

“Utafiti wangu wa awali ulilenga vyombo vya anga na makundi ya ndege zisizo na rubani, ambayo iligeuka kuwa muhimu kwa mradi huu,” Chung anasema.

Timu hiyo ilifanyia majaribio kundi la ndege karibu na uwanja mmoja nchini Korea na kugundua kuwa ndege moja isiyo na rubani inaweza kuepusha kundi la ndege kadhaa kutoka katika anga iliyochaguliwa.. Ufanisi wa algorithm ni mdogo tu kwa idadi na ukubwa wa ndege zinazoingia, Chung anasema, na kuongeza kuwa timu inapanga kuchunguza njia za kuongeza mradi kwa drones nyingi zinazohusika na makundi mengi.

Chanzo:

http://www.caltech.edu, na Robert Perkins