Se espera que el tr\u00e1fico de aviones no tripulados aut\u00f3nomos en el espacio a\u00e9reo no controlado por debajo de los 121 m de altitud aumente sustancialmente en los pr\u00f3ximos a\u00f1os. Los expertos anticipan una flota de casi 1 mill\u00f3n de sistemas de aviones comerciales no tripulados (UAS) en los EE. UU. para 2027, dedicados a tareas como entrega de paquetes, monitoreo del tr\u00e1fico y asistencia de emergencia.<\/p>\n\n\n\n
Un equipo de investigadores dirigido por Lanier Watkins y Louis Whitcomb del Institute for Assured Autonomy ha utilizado inteligencia artificial para modelar un sistema que podr\u00eda orquestar de forma m\u00e1s segura el tr\u00e1fico de drones reemplazando algunos procesos humanos con toma de decisiones aut\u00f3noma. Sus resultados aparecieron en la revista Computer.<\/p>\n\n\n\n
“Quer\u00edamos ver si diferentes enfoques que utilizan IA pod\u00edan manejar la escala esperada de estas operaciones de manera segura, y as\u00ed fue”, dijo Watkins, profesor asociado de investigaci\u00f3n en el Departamento de Ciencias de la Computaci\u00f3n de la Escuela de Ingenier\u00eda de Whiting, investigador de la Institute for Assured Autonomy y personal profesional principal del Laboratorio de F\u00edsica Aplicada de Johns Hopkins. “Nuestro sistema simulado aprovecha algoritmos de autonom\u00eda para mejorar la seguridad y escalabilidad de las operaciones de UAS por debajo de los 121 m de altitud”.<\/p>\n\n\n\n
Para abordar el desaf\u00edo del aumento del tr\u00e1fico de UAS, el equipo de Hopkins evalu\u00f3 el impacto de los algoritmos aut\u00f3nomos en un espacio a\u00e9reo simulado en 3D. El equipo sab\u00eda por investigaciones anteriores que el uso de algoritmos para evitar colisiones reduc\u00eda en gran medida los accidentes. Descubrieron que agregar algoritmos estrat\u00e9gicos de eliminaci\u00f3n de conflictos, que controlan el tiempo del tr\u00e1fico para evitar colisiones, hizo que las cosas fueran a\u00fan m\u00e1s seguras y casi elimin\u00f3 los accidentes en el espacio a\u00e9reo.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores tambi\u00e9n equiparon su simulador con dos aspectos de realismo. Los “sensores de ruido” imitan la imprevisibilidad de las condiciones del mundo real y hacen que el sistema sea m\u00e1s adaptable, y un “sistema de interferencia difusa” calcula el nivel de riesgo de cada dron bas\u00e1ndose en factores que van desde la proximidad a los obst\u00e1culos y el cumplimiento de la ruta planificada. Watkins y Whitcomb dicen que estos enfoques permiten que el sistema tome decisiones aut\u00f3nomas para evitar colisiones.<\/p>\n\n\n\n
“Nuestro estudio consider\u00f3 una variedad de variables, incluidos escenarios que involucran ‘drones rebeldes’ que se desviaron de sus rutas planificadas. Los resultados son muy prometedores”, dijo Whitcomb, profesor de ingenier\u00eda mec\u00e1nica en la Escuela de Ingenier\u00eda de Whiting e investigador de la Instituto para la Autonom\u00eda Asegurada.<\/p>\n\n\n\n
El equipo planea mejorar a\u00fan m\u00e1s sus simulaciones incluyendo obst\u00e1culos din\u00e1micos como el clima y otros factores del mundo real para una representaci\u00f3n m\u00e1s completa. Watkins dice que el art\u00edculo se basa en m\u00e1s de dos d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n realizada en el Laboratorio de F\u00edsica Aplicada de la Universidad Johns Hopkins centrada en mejorar la seguridad del Sistema Nacional del Espacio A\u00e9reo de Estados Unidos.<\/p>\n\n\n\n
“Este trabajo se ha investigado mediante la simulaci\u00f3n del rendimiento en entornos y sistemas que est\u00e1n siendo considerados para su despliegue por terceros en futuros espacios a\u00e9reos, as\u00ed como en las comunidades acad\u00e9micas y de investigaci\u00f3n b\u00e1sica IEEE y ACM”, explica Watkins.<\/p>\n\n\n\n
“Este trabajo ayuda a los investigadores a comprender c\u00f3mo pueden comportarse los algoritmos de autonom\u00eda que protegen el espacio a\u00e9reo cuando se enfrentan al ruido y la incertidumbre en el espacio a\u00e9reo simulado en 3D y subraya la necesidad de monitorear continuamente los resultados de estos algoritmos aut\u00f3nomos para garantizar que no hayan alcanzado estados potenciales de falla”.<\/p>\n\n\n\n