مع استمرار تزايد الاستخدام التجاري للطائرات بدون طيار، من المتوقع أن تنمو حركة الطائرات بدون طيار في المناطق المنخفضة الارتفاع التي تقل عن 400 قدم بشكل كبير في السنوات القليلة المقبلة. ويتوقع الخبراء أنه بحلول عام 2027، سيكون لدى الولايات المتحدة ما يقرب من مليون نظام تجاري للطائرات بدون طيار تستخدم في التوصيل السريع ومراقبة حركة المرور والإنقاذ في حالات الطوارئ ومهام أخرى. سيشكل تدفق الطائرات بدون طيار على ارتفاعات منخفضة تحديات خطيرة لسلامة الطيران.
واستجابة للزيادة في حركة الطائرات بدون طيار، استخدم فريق بحث بقيادة لانير واتكينز ولويس ويتكومب من معهد أتمتة التأمين في جامعة هوبكنز الذكاء الاصطناعي لبناء نموذج نظام لتوجيه حركة الطائرات بدون طيار بشكل أكثر أمانًا من خلال درجة معينة من اتخاذ القرار الآلي، واستبدال بعض العمليات التي تتطلب المشاركة اليدوية. ونشرت نتائج أبحاثهم في مجلة الكمبيوتر.
وقال واتكينز: "أردنا أن نرى ما إذا كانت أساليب الذكاء الاصطناعي المختلفة يمكنها التعامل بأمان مع النطاق المتوقع لعمليات الطائرات بدون طيار، وتبين أن ذلك ممكن". استخدم الفريق خوارزميات مستقلة لتعزيز سلامة وقابلية التوسع لعمليات الطائرات بدون طيار في المناطق التي يقل ارتفاعها عن 400 قدم. للتحقق من سلامة حركة الطائرات بدون طيار، قام الفريق بتقييم تأثير الخوارزميات المستقلة في محاكاة المجال الجوي ثلاثي الأبعاد. وجدت أبحاثهم السابقة أن خوارزميات تجنب الاصطدام قللت بشكل كبير من معدلات الحوادث. بعد إضافة خوارزمية حل الصراع الاستراتيجي، يتم تقليل معدل الحوادث بشكل أكبر من خلال التحكم في وقت المرور لتجنب الاصطدامات، ويتم القضاء تقريبًا على حوادث المجال الجوي.
ولجعل المحاكاة أكثر واقعية، أضاف الفريق أيضًا ميزتين إلى النظام. الأول هو "مستشعر الضوضاء" لمحاكاة عدم القدرة على التنبؤ بالبيئة الحقيقية وتحسين قدرة النظام على التكيف؛ والثاني هو "نظام الاستدلال الغامض" لحساب مستوى المخاطر لكل طائرة بدون طيار بناءً على عوامل متعددة مثل المسافة بين الطائرة بدون طيار والعوائق. وقال واتكينز وويتكومب إن هذه الأساليب تمكن النظام من اتخاذ قرارات آلية لمنع الاصطدامات.
وقال البروفيسور وايتكومب: "أخذ بحثنا في الاعتبار مجموعة متنوعة من المتغيرات، بما في ذلك السيناريوهات التي تنحرف فيها "طائرة مارقة بدون طيار" عن مسارها المقصود. وكانت النتائج واعدة للغاية". يخطط الفريق لجعل البيئة المحاكاة أكثر شمولاً وواقعية من خلال إدخال عوائق ديناميكية مثل الطقس.
وقال واتكينز إن البحث يعتمد على أكثر من 20 عامًا من الأبحاث التي أجراها مختبر هوبكنز لتطبيقات الفيزياء والتي ركزت على تحسين سلامة نظام المجال الجوي الوطني الأمريكي. مع التطور السريع للطائرات بدون طيار التجارية، يعد استخدام الذكاء الاصطناعي والمحاكاة لتوفير دعم القرار لإدارة حركة المرور وتحقيق التشغيل الفعال والآمن لأنظمة الطائرات بدون طيار اتجاهًا مهمًا للبحث الحالي.