Sciami di droni multimodali: è la swarm intelligence, bellezza!

18 Jul 2017

Fino a ottanta droni che volano e camminano, coordinati da algoritmi di path planning. Così la multimodalità aumenta l’efficienza.

L’idea di un futuro in cui sciami di droni si coordinano per lo svolgimento di compiti come pick-up e consegna, sorveglianza, esplorazione e costruzione è sicuramente suggestiva. Ma quanto e come sarà realizzabile?

Droni di cielo e di terra

Un team comprendente anche membri del CSAIL (MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) ha testato uno scenario in cui i droni siano in grado sia di volare sia di camminare al suolo.

Il punto è che mentre il volo è sicuramente molto più veloce della locomozione a terra, pecca in precisione in ambienti ristretti e in efficienza energetica: il movimento su ruote è sicuramente più economico e preciso da manovrare.

Lo studio mostra come sia possibile coordinare uno “sciame” (swarm) di robot attraverso opportuni algoritmi in modo che questi portino a termine i propri task in modo completamente autonomo senza ostacolarsi.

I robot sono stati implementati usando come base Crazyflie, una piattaforma ultraleggera open source per lo sviluppo di volo automatizzato, e agganciandovi un sistema di locomozione a ruote.

Crazyflie 2.0 modificato con aggiunta di ruote

L’articolo presentato dal gruppo allo IEEE mostra come sia possibile coordinare uno “sciame” di robot attraverso un opportuno algoritmo di path planning chiamato Safe Interval Path Planning per la gestione delle priorità, e un flusso ILP per l’ottimizzazione della multimodalità. Scopo del modello è che ciascuno pianifichi il proprio percorso in modo da sincronizzarsi con gli altri robot, evitando ostacoli e ottimizzando il consumo energetico.

Il sistema può gestire fino a 80 unità, e la possibilità di sfruttare entrambe le modalità (locomozione terrestre e volo) per gli spostamenti consentono una pianificazione e una coordinazione molto efficiente nelle tre dimensioni.

«While there are obviously still big challenges to scaling up to vehicles that could actually transport humans, we are inspired by the potential of a future in which flying cars could offer us fast, traffic-free transportation», dice il direttore del CSAIL Daniela Rus.

L’obiettivo è arrivare a scalare queste funzionalità su veicoli più capienti in modo da poterli utilizzare in scenari di recupero e perlustrazione in zone pericolose, oppure in scenari di delivery dove il veicolo trasporta oggetti pesanti via terra per poi tornare volando alla stazione di partenza.

Esempi di volo coordinato di droni

La swarm intelligence potrebbe essere da una parte la soluzione a tanti problemi quali quelli indicati, dall’altro ci saranno delle riflessioni da fare sulle conseguenze di possibili applicazioni militari, che introducendo sciami di droni praticamente impossibili da scovare e fermare potrebbero portare a dinamiche difficili da prevedere.

 

 

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