Nuevo algoritmo evita que los drones colisionen en el aire

Los investigadores han desarrollado un nuevo algoritmo que permite que una horda de drones trabaje en sincronía, eliminando cualquier riesgo de colisión.

Los drones han crecido en popularidad en los últimos años, encontrando aplicaciones en industrias que van desde la agricultura hasta el cine y las operaciones militares. Si bien el uso de drones tiene muchas ventajas, existen controversias y algunas preocupaciones técnicas que limitan sus aplicaciones.

Una de esas limitaciones es que cuando varios drones trabajan juntos en el mismo espacio aéreo, tal vez rociando pesticidas sobre un campo de maíz, existe el riesgo de que colisionen. Para evitar estos accidentes costosos, los investigadores del MIT introdujeron un sistema llamado MADER. Este planificador de trayectorias multiagente permite que un grupo de drones formule trayectorias óptimas y sin colisiones. Pero cuando el equipo probó el sistema en drones reales, descubrió que si un dron no tiene información actualizada sobre las trayectorias de sus compañeros, podría elegir accidentalmente un camino que conduzca a una colisión.

Los investigadores han revisado su sistema y ahora presentan Robust MADER, un planificador de trayectorias de múltiples agentes que genera trayectorias sin colisiones incluso cuando se retrasa la comunicación entre los agentes. El algoritmo incluye un paso de verificación de demora en el que un dron espera una cantidad de tiempo específica antes de comprometerse con una nueva trayectoria optimizada. Si recibe información de trayectoria adicional de otros drones durante el tiempo de retraso, puede abandonar su nueva trayectoria y comenzar de nuevo el proceso de optimización.

Cada dron formula su propia trayectoria y, si bien todos los agentes deben ponerse de acuerdo sobre cada nueva trayectoria, no tienen que estar de acuerdo al mismo tiempo. Esto hace que MADER sea más escalable que otros enfoques, ya que sería muy difícil que miles de drones coincidieran en una trayectoria al mismo tiempo. Con MADER, cada dron optimiza una nueva trayectoria mediante un algoritmo que incorpora las trayectorias que recibió de otros agentes. Al optimizar y transmitir continuamente sus nuevas trayectorias, los drones evitan colisiones.

Los investigadores probaron su nuevo enfoque ejecutando cientos de simulaciones en las que introdujeron retrasos en la comunicación de forma artificial. En todas las simulaciones, Robust MADER tuvo un 100 % de éxito en la generación de trayectorias sin colisiones, mientras que todas las líneas de base provocaron colisiones.

Referencia: Kota Kondo et al., MADER robusto: planificador de trayectoria multiagente descentralizado resistente al retraso de la comunicación en entornos dinámicos, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2303.06222

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