פיתרון אנרגיה פורץ דרך לטיסה בנחיל

פיתרון אנרגיה פורץ דרך לטיסה בנחיל

This post is also available in: enEnglish (אנגלית)

נחילי רחפנים הם קבוצות של כלי טיס בלתי מאוישים שמשתפים פעולה ומתקשרים ביניהם, ומשמשים למגוון גדל והולך של ישומים אזרחיים וצבאיים. במשימות תגובה לאסון, בפרט כאשר תשתית התקשורת המקומית הרוסה, נחילי רחפנים המחוברים לתחנת בסיס מקומית אחת או יותר משמשים כאמצעי תצפית מלמעלה, המספקים למגיבים הראשונים מידע חיוני לגבי הנזק וניצולים אפשריים.

אבל יכולת הסוללה של הרחפנים היא בעיה קריטית שמגבילה את השימוש בהם במשימות ממושכות של חיפוש והצלה. אלגוריתם חדש וחסכוני באנרגיה לניתוב נתונים, שפותחו על ידי צוות חוקרים בינלאומי, עשוי לספק לרחפנים בנחיל יכולת טיסה ארוכה יותר.

רוב השימוש באנרגיה ע"י הרחפנים קשור לרוחב הפס וזמני השידור הארוכים. בדומה לסוללת הטלפון הסלולרי. כדי להתגבר על בעיה זו, פיתח צוות המחקר אלגוריתם ניתוב נתונים לנחילי רחפנים, שמשתמש בעוצמת הקבוצה כדי למקסם את שיעורי השידור בזמן אמת ולצמצם את הבעיות של כל סוללת רחפן שפועלת בנפרד.

גישה חדשה זו של מחשוב היבריד משלבת תכנות לינארי ואלגוריתם גנטי כדי ליצור אלגוריתם ניתוב נתונים multi-hop, כך לפי techxplore.com. אלגוריתם גנטי פותר בעיות אופטימיזציה באמצעות מקביל לתהליך האבולוציה בטבע, הבחירה הטבעית.

האלגוריתם הגנטי ALPBGA המבוסס LP מזהה את נתיב אנרגיית התקשורת הנמוך ביותר בנחיל ובו-זמנית מאזן את השימוש של הרחפן הבודד באנרגיה, לדוגמא על ידי קביעה מי מהרחפנים ישדר את המידע לתחנת הבסיס.

“באמצעות איזון צריכת האנרגיה בין הרחפנים אנחנו מתגברים בצורה משמעותית את היכולת של המערכת בכללותה", מסביר פטריק האנג, שותף למחקר מהמכון לטכנולוגיה באונטריו, קנדה. "הסימולציות שלנו מראות כי הגישה שלנו יכולה לספק ביצועים טובים יותר משיטות קיימות".

סימולציות המחשב האלה מראות כי, בפרט כשגודל הנחיל עולה מ-10 למאות רחפנים, האלגוריתם הגנטי מצמצם את מספר הרחפנים שמפסיקים לתקשר בשיעור בין 30-75% בהשוואה לאלגוריתמים קיימים מובילים בתחום תקשורת נחילי רחפנים.