Les logiciels et le matériel nécessaires pour coordonner une équipe de véhicules aériens sans pilote (UAV) capables de communiquer et de travailler vers un objectif commun ont récemment été développés par des chercheurs de KAUST.

"Donner plus d'autonomie aux drones en fait une ressource encore plus précieuse, " dit Mohamed Abdelkader, qui a travaillé sur le projet avec ses collègues sous la direction de Jeff Shamma. « Surveiller la progression d'un drone envoyé sur une tâche spécifique est beaucoup plus facile que de le piloter à distance soi-même. Une équipe de drones qui peuvent communiquer entre eux fournit un outil qui pourrait être largement utilisé, par exemple, pour améliorer la sécurité ou capturer des images simultanément sur une grande surface."

Les chercheurs ont testé un scénario de jeu Capture the Flag, où une équipe de drones défenseurs a travaillé ensemble dans une zone définie pour intercepter un drone intrus et l'empêcher d'atteindre un endroit spécifique. Pour donner plus d'authenticité au jeu, et de vérifier si leurs algorithmes fonctionneraient dans des conditions imprévisibles, le drone intrus a été piloté à distance par un chercheur.

Abdelkader et l'équipe ont rapidement rejeté l'idée d'avoir une station de base centrale avec laquelle les drones communiqueraient. Au lieu, ils ont construit des drones sur mesure et ont incorporé un poids léger, module de calcul basse consommation et wi-fi sur chacun afin qu'ils puissent se parler pendant le vol.

« Une architecture centralisée nécessite une puissance de calcul importante pour recevoir et relayer plusieurs signaux, et il a également un point unique potentiel de défaillance totale :la station de base, " explique Shamma. " Au lieu de cela, nous avons conçu une architecture distribuée dans laquelle les drones se coordonnent en fonction des informations locales et des communications peer-to-peer."

L'algorithme de l'équipe vise à atteindre un niveau optimal de messagerie peer-to-peer, ce qui ne devait pas être trop, pas trop peu et des temps de réaction rapides, sans trop de calculs lourds. Cela permet à l'algorithme de fonctionner efficacement en temps réel pendant que les drones poursuivent un intrus.

"Chacun de nos drones fait son propre plan basé sur une prévision des vues optimistes des actions de leurs coéquipiers et des vues pessimistes des actions de l'adversaire, " explique Abdelkader. " Comme ces prévisions peuvent être inexactes, chaque drone n'exécute qu'une partie de son plan, puis réévalue la situation avant de replanifier. »

Leur algorithme a bien fonctionné dans les arènes intérieures et extérieures sous différents scénarios d'attaque. Abdelkader espère que leur logiciel, qui est maintenant disponible en open-source, fournira le banc d'essai pour de multiples applications. L'équipe de KAUST espère permettre aux drones de fonctionner dans de plus grandes, extérieurs et d'améliorer le logiciel en incorporant des techniques adaptatives d'apprentissage automatique.