IIT बॉम्बे संशोधक – भारतीय तंत्रज्ञान संस्था (IIT) बॉम्बे येथे प्राध्यापक द्वैपायन मुखर्जी आणि संशोधन अभ्यासक चिन्मय गरनायक यांनी विकसित केलेली नवीन नियंत्रण योजना मानवरहित हवाई वाहनांना (UAVs) GPS, आंतर-ड्रोन नियंत्रण प्रणाली संप्रेषण, किंवा आंतर-ड्रोन नियंत्रण प्रणालीवर अवलंबून न राहता समन्वित झुंडींमध्ये उड्डाण करण्यास सक्षम करते. सापेक्ष पोझिशन्स निर्धारित करण्यासाठी आणि निर्मिती राखण्यासाठी ऑनबोर्ड कॅमेऱ्यांद्वारे मिळवलेल्या बेअरिंग-ओन्ली मोजमाप पद्धती वापरतात.
संशोधकांनी ही योजना वर्टिकल टेक-ऑफ आणि लँडिंग (VTOL) UAVs वर लागू केली, जी धावपट्टीशिवाय उचलू शकतात आणि हवेच्या मध्यभागी फिरू शकतात. हे ड्रोन पाळत ठेवणे आणि देखरेख यांसारख्या मर्यादित जागांवर ऑपरेशनसाठी योग्य आहेत. “झुंडीतील स्वायत्तता हे एक गंभीर कार्य आहे,” श्री.
मुखर्जी म्हणाले. “याचा अर्थ असा आहे की झुंडीतील वाहने त्यांच्या ऑन-बोर्ड सेन्सरद्वारे मोजू शकणाऱ्या व्हेरिएबल्सच्या आधारे त्यांच्या ‘क्रिया’ ठरवू शकतील, त्यांना पुरवल्या जाणाऱ्या काही जागतिक माहितीवर किंवा त्यांची कृती काय असावी हे ठरवण्यासाठी काही मानवी/केंद्रीकृत संगणकावर अवलंबून राहण्याऐवजी.
इथेच आमचा नमुना नेहमीच्या लोकांपेक्षा वेगळा आहे,” ते पुढे म्हणाले. प्रस्तावित ‘केवळ-बेअरिंग’ नियंत्रण योजना प्रत्येक ड्रोनला त्याच्या जवळच्या शेजाऱ्यांचे निरीक्षण करण्यासाठी आणि बेअरिंग माहितीची गणना करण्यासाठी ऑनबोर्ड कॅमेरा वापरण्याची परवानगी देते.
“केवळ-बेअरिंग कंट्रोलमध्ये, केवळ इंटरएजंट बेअरिंग मापन वापरून निर्मिती नियंत्रण साध्य करणे हे उद्दिष्ट आहे,” श्री गारनायक म्हणाले. सिस्टमला जीपीएस किंवा इतर ड्रोन किंवा केंद्रीय संगणकासह संप्रेषणाची आवश्यकता नाही.
कॅमेरा-आधारित मोजमाप पारंपारिक अंतर सेन्सरपेक्षा कमी आवाजाची शक्यता असते, ड्रोनची सेन्सर प्रणाली सुलभ करते आणि बॅटरीची आवश्यकता आणि एकूण वजन कमी करते. जीपीएस अनुपलब्ध असलेल्या भागात काम करण्यासाठी किंवा दळणवळण ठप्प होऊ शकते अशा ठिकाणी ही योजना तयार करण्यात आली आहे, ज्यामुळे गुप्त लष्करी मोहिमेसारख्या स्टिल्थ-मोड ऑपरेशनसाठी ती योग्य बनते. व्हीटीओएल ड्रोन हे अंडरऍक्च्युएटेड सिस्टीम आहेत, याचा अर्थ त्यांच्याकडे सहा अंश स्वातंत्र्य आहे परंतु प्रत्यक्ष नियंत्रण करण्यायोग्य हालचाली कमी आहेत.
ते अनुलंब हलवू शकतात आणि तीन अक्षांभोवती फिरू शकतात, पार्श्व आणि पुढे-मागे हालचाली अप्रत्यक्षपणे नियंत्रित केल्या पाहिजेत. “साहित्यातील बरेच निकाल VTOL वाहनांच्या अप्रचलित गतीशीलतेकडे लक्ष देत नाहीत आणि केवळ किनेमॅटिक मॉडेलवर लक्ष केंद्रित करतात. यामुळे आम्हाला VTOL UAV च्या पूर्णतः अंडरऍक्च्युएटेड मॉडेलचा विचार करण्यास आणि निर्मिती नियंत्रणासाठी त्याची उपयुक्तता एक्सप्लोर करण्यास प्रेरित केले,” श्री.
मुखर्जी म्हणाले. अंडरएक्च्युएटेड सिस्टमला डायनॅमिक मॉडेल्सची आवश्यकता असते ज्यात स्थिती, अभिमुखता, वेग, बल, टॉर्क आणि जडत्व यांचा समावेश असतो. अशा मॉडेल्सवर बेअरिंग-ओन्ली कंट्रोल लागू करण्याचे पूर्वीचे प्रयत्न अनेकदा अस्थिरतेमुळे किंवा विशिष्ट परिस्थितींमध्ये बिघाडामुळे अयशस्वी होतात.
श्री. मुखर्जी आणि श्री. गरनायक यांनी एक नियंत्रण यंत्रणा विकसित केली जी ड्रोन अपूर्ण स्थितीतून सुरू झाली तरीही इच्छित निर्मितीचे अभिसरण आणि देखभाल सुनिश्चित करते.
त्यांनी प्रणालीच्या विश्वासार्हतेचे समर्थन करण्यासाठी कठोर गणितीय पुरावे प्रदान केले आहेत. त्यांचे कार्य दोन ऑपरेशनल परिस्थितींना संबोधित करते.
प्रथम, ड्रोन बेअरिंग आणि बेअरिंग-रेट डेटा वापरून स्थिर गतीने निर्मिती राखतात. दुसऱ्यामध्ये, जिथे निर्मिती आणि वेग कालांतराने बदलतो, तेथे ड्रोन डेटा बेअरिंग व्यतिरिक्त त्यांचे स्वतःचे वेग मोजमाप समाविष्ट करतात. सिस्टीम अनियंत्रित वेळ-विविध कॉन्फिगरेशन हाताळू शकते, ड्रोनला अरुंद पॅसेजमध्ये नेव्हिगेट करण्यास, सिंगल-लाइन फॉर्मेशनमध्ये पुन्हा कॉन्फिगर करण्यास आणि बदलत्या मिशन आवश्यकतांशी जुळवून घेण्यास अनुमती देते.
संशोधकांनी ड्रोनच्या झुंडीचा वापर करून प्रायोगिकरित्या नियंत्रण योजनेची चाचणी घेण्याची योजना आखली आहे. भविष्यातील रोडमॅपवर, सैद्धांतिक हमीसह टक्कर टाळण्याचे त्यांचे लक्ष्य आहे.
“बहुतेक विद्यमान अल्गोरिदम तदर्थ टक्कर टाळण्याच्या योजनांवर अवलंबून असतात ज्या कोणत्याही सैद्धांतिक हमीसह येत नाहीत. वातावरणातील वस्तू आणि ड्रोनमध्ये टक्कर टाळणे हे एक आव्हान आहे जे आम्ही सैद्धांतिक पातळीवर हाताळण्याचा प्रयत्न करत आहोत,” श्री. मुखर्जी म्हणाले.