16/02/2024
Door Ad Spijkers
Amerikaans onderzoekers ontwikkelden een systeem waarbij één persoon veel voertuigen en drones onder controle kan houden.
Onderzoek waarbij de Oregon State University is betrokken, heeft aangetoond dat een 'zwerm' van meer dan honderd autonome grond- en luchtrobots door één persoon onder toezicht kan worden gehouden. Dit is mogelijk zonder die persoon aan een overmatige werklast te onderwerpen. De bevindingen vertegenwoordigen een stap in de richting van het efficiënt en economisch inzetten van zwermen in een reeks van rollen. Die kunnen variëren van brandbestrijding in de natuur tot pakketbezorging en rampenbestrijding in stedelijke omgevingen.
Zwermen
Er zijn nog niet veel bezorgdrones in de Verenigde Staten, maar sommige bedrijven zetten ze al wel in in andere landen. Het is zakelijk zinvol om bezorgdrones op grote schaal in te zetten, maar daarvoor is vaak maar één persoon verantwoordelijk voor grote aantallen drones. Het onderhavige onderzoek is geen definitieve oplossing die aantoont dat alles in orde is. Maar het is de eerste stap in de richting van het verkrijgen van aanvullende data die een dergelijk systeem mogelijk zouden maken.
In de loop van het vier jaar durende project hebben onderzoekers zwermen van wel 250 autonome voertuigen ingezet. Drones met meerdere rotors en voertuigen op de grond verzamelden data in een stedelijke omgeving van 'betonnen ravijnen waar zichtlijnen en op satellieten gebaseerde communicatie wordt belemmerd door gebouwen. De informatie die de zwermen verzamelen tijdens hun missies op militaire stedelijke trainingslocaties heeft het potentieel om Amerikaanse troepen en burgers veiliger te houden.
Ontwikkeling
Twee onderzoeksteams ontwikkelden de systeeminfrastructuur, andere richtten zich op zwermtactieken, zwermautonomie, mens-zwerm-teaming, fysieke experimenten en virtuele omgevingen. Medewerkers van Smart Information Flow Technologies ontwikkelden een virtual reality interface genaamd I3 waarmee de commandant de zwerm kan besturen met aanwijzingen op hoog niveau.
Het project vereiste het nemen van kant-en-klare technologieën en het opbouwen van de autonomie die nodig is om ze te kunnen inzetten door één mens, de zwermcommandant. Dat vereiste ook de ontwikkeling van niet alleen de benodigde systemen en software, maar ook de gebruikersinterface voor die zwermcommandant, zodat één mens deze grond- en luchtsystemen kon inzetten.
De commandanten bestuurden niet fysiek elk individueel voertuig. Zoveel voertuigen tegelijk kan een enkel mens niet doen. Het idee is dat de zwermcommandant een actie kan selecteren die moet worden uitgevoerd en er kleine aanpassingen aan kan maken. De objectieve data van de getrainde zwermcommandanten hebben aangetoond dat één mens deze systemen in de gebouwde omgeving kan inzetten, wat brede implicaties heeft buiten dit project.
Oefeningen
Er vonden tests plaats bij meerdere gecombineerde trainingsfaciliteiten van het Ministerie van Defensie. Bij elke meerdaagse veldoefening werden extra voertuigen geïntroduceerd, en elke 10 minuten gaven zwermcommandanten informatie over hun werklast en hoe gestrest of vermoeid ze waren.
Tijdens de laatste veldoefening, waarbij meer dan honderd voertuigen en drones waren betrokken, werden de werklastniveaus van de commandanten ook beoordeeld door middel van fysiologische sensoren. Deze voerden informatie in in een algoritme dat de werklast van iemands sensorische kanalen en hun algehele werklast schat.
De schatting van de werklast van de zwermcommandanten overschreed regelmatig de overbelastingsdrempel, maar slechts voor een paar minuten per keer. De zwermcommandanten konden hun missies met succes voltooien, vaak onder uitdagende temperatuur- en windomstandigheden.
Foto: Karl Maasdam