加州理工学院的工程师们教了无人驾驶飞机远离机场追风鸟的整个羊群

加州理工学院的工程师们已经开发出一种新的控制算法，使单一的无人驾驶飞机从机场的空域牧鸟的整个羊群走. 该算法是在研究中提出 在机器人IEEE交易.

该项目是由灵感 2009 “奇迹的哈德逊,” 当美国航空公司航班 1549 击中一群鹅起飞和飞行员切斯利·萨伦伯格和杰弗里·斯基尔斯后不久被迫在哈得逊河离曼哈顿的土地.

“对飞行的乘客 1549 只保存，因为飞行员是那么熟练,” 不久，乔忠说, 航空航天和布伦学者在工程和应用科学部的副教授，以及一个JPL研究科学家, 并在无人机放牧项目的主要研究者. “这让我想到下一次可能没有这种皆大欢喜的结局. 于是我开始寻找到方法通过利用在自主和机器人我的研究领域，以保护鸟类领空。”

信用: 不久，赵涌/加州理工学院

控制空域的现行对策包括修改周围的环境，使其对鸟类的吸引力, 用训练有素的猎鹰吓跑成群关闭, 甚至驾驶一辆无人驾驶飞机来吓唬鸟. 这些策略可能是昂贵或入的情况下，手动驾驶无人机不可靠, 钟说，, 谁是加州理工学院的中心自主系统与技术研究员.

“当从空域放牧鸟走, 你必须在你如何定位你的无人机非常小心. 如果它太遥远, 它不会移动的羊群. 如果它变得太靠近, 你可能会散射羊群，并使其完全无法控制. 这是很难用一个试行无人驾驶飞机做。”

羊群依靠管理羊群作为一个单一的能力, 包含的实体维持它一起移而其行进方向. 群体中的鸟都反应变化鸟类的行为最接近它. 有效放牧需要一个外部的威胁，在这种情况下，, 该无人机将自己定位在这样一种方式，它鼓励鸟沿着群的边缘，使课程的更改，然后影响到离他们最近的鸟, 谁影响鸟类更远的羊群, 等等, 直到整个羊群改变行程. 定位必须精确, 然而: 如果外部威胁过于热心和羊群赶到, 鸟会恐慌和单独行动, 没有集体.

在 2013, 而他在伊利诺伊大学Urbana-Champaign分校的助理教授, 钟收到了国家科学基金会职业奖来解决这个问题. 本来, 钟建意自导, 扑机器人其飞行模仿猎鹰, 搞清楚的是，仿生设计将使其在控制鸡群更有效地以一个看起来很自然的威胁它们呈现. 虽然在这个方向的工作的确产生的无人机的全新风格 “蝙蝠机器人” 即颂推出了在2017年，他发现一个现成的，现成的四旋翼无人机只是在放牧鸟一样有效.

教无人机自主从众, 钟和他的同事, 英国伦敦帝国学院的阿迪蒂亚包括Paranjape, 他以前的一个研究生, 研究并得出植绒动力学的数学模型来描述成群如何建立和保持编队, 他们是如何威胁沿着羊群边缘响应, 以及他们如何再通过羊群传达威胁. 他们的工作提高了设计上牧羊算法, 只需要在两个方面工作, 而不是三个.

“我们仔细研究了羊群动态和成群的追求者之间的互动发展，确保鸡群的安全迁移使用自主无人机数学声音羊群效应算法,” Kyunam Kim说, 在航空航天博士后学者在加州理工学院和IEEE论文的合着者.

一旦他们能够产生植绒行为的数学描述, 研究者反向工程它，看看究竟是如何接近的外部威胁将通过成群来回应, 然后用这些信息来创建可以生成传入无人机理想的飞行路径，从保护空域移开羊群没有分​​散它一个新的羊群效应算法.

“我以前的研究主要集中在航天器和无人机群, 这原来是为这个项目了惊人的,” 钟说，.

该小组测试了附近的韩国场鸟群的算法，发现一个无人机可以保持数十种鸟类一群一指定空域. 该算法的有效性仅由传入鸟类的数量和大小的限制, 钟说，, 补充说，团队计划，探讨如何扩大该项目为多个无人机对付成群的多.

资源:

HTTP://www.caltech.edu, 由罗伯特·珀金斯