À l'avenir, quand tu hèles un Uber ou que tu prends le bus, vous pourriez non seulement partager le trajet avec un autre voyageur, mais peut-être aussi avec un drone à la livraison. C'est la vision de Naira Hovakimyan, professeur de sciences mécaniques et d'ingénierie à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, qui dirige un groupe de six personnes, trois établissements (Illinois, Stanford, Caroline du Sud) Une subvention de 1 million de dollars de la National Science Foundation (NSF) pour voir si les drones et les véhicules de covoiturage (RSV) existants peuvent fournir un service de livraison synergique dans les zones urbaines. Les goûts d'Amazon, UPS, et le service postal des États-Unis attendent avec impatience le résultat.

Une étude récente de McKinsey and Company a révélé que 50 % de tous les frais de livraison se produisent dans le « dernier kilomètre » de la livraison jusqu'à la destination, et, avec la demande pour une livraison encore plus rapide et rentable par le consommateur, résoudre ce dilemme logistique est un grand défi pour l'industrie.

« Les grandes entreprises sont en train de développer leur propre réseau de voitures et de drones, " a déclaré Hovakimyan. " Leurs solutions offrent une grande flexibilité au consommateur, mais une seule personne ne peut toujours livrer qu'un seul bon de commande à un client à la fois, qu'il n'est ni évolutif ni rentable."

Ce que Hovakimyan et son équipe proposent, c'est de développer un réseau de drones et de VRS existants pour transporter un colis jusqu'à la destination finale. Par exemple, un drone pourrait décoller d'un centre de livraison transportant un colis, rendez-vous avec un Uber ou un véhicule de transport en commun utilisant des aimants pour s'arrimer aux toits de ces véhicules même en mouvement, et déposez-les dans le colis. Un autre drone proche de la destination finale intersecterait alors le colis et le conduirait directement au pas de la porte du consommateur. Parce que les véhicules de covoiturage sont déjà sur la route et utilisent le GPS pour les guider sur un itinéraire spécifique, les drones peuvent se coordonner avec eux pour faire le meilleur plan de vol pour le package. Finalement, la livraison pourrait impliquer plusieurs de ces dépôts en cours de route.

« En profitant du réseau existant, nous abordons un problème mathématique complexe, et si nous l'abordons correctement, nous baissons les frais de livraison quelques fois. À l'avenir, les conducteurs pourraient recevoir un paiement pour avoir simplement accepté que des colis soient déposés dans leurs véhicules. La voiture roule de toute façon sur le même itinéraire. Rien ne doit changer. Sur la base de l'itinéraire que nous pouvons obtenir via leur appareil mobile, nous pouvons déterminer les meilleurs véhicules à utiliser grâce à une logique d'enchères."

Originaire d'Arménie avec des diplômes en mathématiques appliquées, mécanique théorique, et physique, Hovakimyan applique ses connaissances en mathématiques aux progrès du contrôle de vol et d'autres industries depuis un certain temps. Au cours des dernières années, elle a été à l'avant-garde de l'exploration de la logistique pour l'industrie en plein essor des drones. Sa startup, IntelinAir, par exemple, utilise des images aériennes pour fournir des analyses exploitables aux agriculteurs. Une subvention antérieure de la NSF à son équipe a exploré l'utilisation de petits drones pour les soins aux personnes âgées. C'est grâce à cette étude qu'elle a réalisé l'importance de la sécurité perçue. En d'autres termes, à quel point nous sentirons-nous en sécurité avec des centaines, voire des milliers de drones volant au-dessus et autour de nous dans un espace étroit. C'est pourquoi cette équipe comprend un psychologue.

"Apparemment, les humains ont plus peur du profil de vitesse des drones que de leur taille, " a noté Hovakimyan. " En apprenant ces problèmes - comment faire la différence entre la sécurité perçue et la sécurité réelle - nous avons été en mesure de proposer des algorithmes de planification de trajectoire et d'évitement de collision pour les drones qui ne feraient pas autant peur aux gens. Bien sûr, nous devons nous assurer que nous pouvons faire fonctionner ces drones de manière très robuste et qu'ils peuvent interagir les uns avec les autres, avoir une planification de trajectoire et une prévention des collisions, travailler sur des réseaux aléatoires, et être en sécurité pour la société."

La cybersécurité est un autre grand défi. Pour que le système fonctionne, il devra être à l'abri des attaques de pirates informatiques cherchant à reprendre le vol du drone.

"Nous travaillons sur des pilotes automatiques qui seront robustes au piratage, " dit Hovakimyan. " En fin de compte, ils convergeront tous autour d'un framework qui aura toute la robustesse contre les cyberattaques, contre les défaillances des composants physiques, pannes de réseau, etc."

Initialement, les colis utilisant le système seraient légers, disons 5-10 livres, qui couvre un pourcentage élevé d'articles commandés en ligne. Finalement, Hovakimyan croit, la limite de poids augmenterait.

"Je pense que cette technologie sera à terme disponible en différentes tailles, dans différentes opérations, et pour répondre à différents besoins, " a déclaré Hovakimyan. " Le cadre mathématique sous-jacent est très riche et complexe. Il tire parti de la théorie des graphes, théorie de l'information, Approches théoriques du jeu pour les enchères, contrôle robuste, rendez-vous avec les véhicules en mouvement, Matériel, accueil magnétique, etc. L'avenir arrive plus tôt que nous ne l'imaginons. Nous essayons d'être à l'avant-garde avec les algorithmes que nous développons."

Finalement, elle pense que les goûts d'Amazon seront convaincus que l'utilisation de drones et le partenariat avec les RSV existants constituent la méthode de livraison la plus efficace, leur économisant les frais de gaz, maintenance du véhicule, et la main-d'œuvre actuellement nécessaires pour accomplir le dernier kilomètre de livraison. Ils prévoient de travailler avec ces grandes entreprises sur d'autres étapes de développement du projet.