IIT బాంబే పరిశోధకులు – బొంబాయిలోని ఇండియన్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (IIT)లో ప్రొఫెసర్ ద్వైపాయన్ ముఖర్జీ మరియు రీసెర్చ్ స్కాలర్ చిన్మయ్ గారనాయక్ అభివృద్ధి చేసిన కొత్త నియంత్రణ పథకం, మానవరహిత వైమానిక వాహనాలు (UAVలు) GPS, ఇంటర్-నియంత్రిత కమ్యూనికేషన్లపై ఆధారపడకుండా సమన్వయ సమూహాలలో ప్రయాణించేలా చేస్తుంది. సాపేక్ష స్థానాలను గుర్తించడానికి మరియు నిర్మాణాన్ని నిర్వహించడానికి ఆన్బోర్డ్ కెమెరాల ద్వారా పొందిన బేరింగ్-మాత్రమే కొలతలను పద్ధతి ఉపయోగిస్తుంది.
పరిశోధకులు ఈ పథకాన్ని వెర్టికల్ టేక్-ఆఫ్ మరియు ల్యాండింగ్ (VTOL) UAVలకు వర్తింపజేసారు, ఇవి రన్వే లేకుండానే పైకి లేచి గాలి మధ్యలో హోవర్ చేయగలవు. ఈ డ్రోన్లు నిఘా మరియు పర్యవేక్షణ వంటి పరిమిత ప్రదేశాలలో కార్యకలాపాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. “ఒక సమూహంలో స్వయంప్రతిపత్తి ఒక క్లిష్టమైన పని,” Mr.
ముఖర్జీ అన్నారు. “దీని అర్థం ఏమిటంటే, సమూహంలోని వాహనాలు తమ ఆన్-బోర్డ్ సెన్సార్లతో కొలవగల వేరియబుల్స్ ఆధారంగా వారి ‘చర్యలను’ నిర్ణయించగలగాలి, బదులుగా వారికి అందించబడుతున్న కొంత గ్లోబల్ సమాచారం లేదా కొంత మానవ/కేంద్రీకృత కంప్యూటర్ వాటి చర్య ఏమిటో నిర్ణయించడంపై ఆధారపడవలసి ఉంటుంది.
ఇక్కడే మా నమూనా సాధారణమైన వాటికి భిన్నంగా ఉంటుంది, ”అన్నారాయన.ప్రతిపాదిత ‘బేరింగ్-ఓన్లీ’ నియంత్రణ పథకం ప్రతి డ్రోన్ దాని ఆన్బోర్డ్ కెమెరాను దాని తక్షణ పొరుగువారిని గమనించడానికి మరియు బేరింగ్ సమాచారాన్ని లెక్కించడానికి అనుమతిస్తుంది.
“బేరింగ్-ఓన్లీ కంట్రోల్లో, ఇంటరాజెంట్ బేరింగ్ కొలతలను మాత్రమే ఉపయోగించి ఫార్మేషన్ కంట్రోల్ని సాధించడమే లక్ష్యం” అని మిస్టర్ గారనాయక్ చెప్పారు. సిస్టమ్కు GPS లేదా ఇతర డ్రోన్లు లేదా సెంట్రల్ కంప్యూటర్తో కమ్యూనికేషన్ అవసరం లేదు.
కెమెరా ఆధారిత కొలతలు సాంప్రదాయ దూర సెన్సార్ల కంటే తక్కువ శబ్దానికి గురవుతాయి, డ్రోన్ సెన్సార్ సిస్టమ్ను సులభతరం చేస్తాయి మరియు బ్యాటరీ అవసరాలు మరియు మొత్తం బరువును తగ్గిస్తాయి. GPS అందుబాటులో లేని, లేదా కమ్యూనికేషన్ జామ్ అయ్యే ప్రాంతాల్లో పని చేసేలా ఈ పథకం రూపొందించబడింది, రహస్య సైనిక కార్యకలాపాల వంటి స్టెల్త్-మోడ్ కార్యకలాపాలకు ఇది అనుకూలంగా ఉంటుంది. VTOL డ్రోన్లు అండర్యాక్చువేటెడ్ సిస్టమ్లు, అంటే అవి ఆరు డిగ్రీల స్వేచ్ఛను కలిగి ఉంటాయి కానీ నేరుగా నియంత్రించగల కదలికలు తక్కువగా ఉంటాయి.
అవి నిలువుగా కదులుతాయి మరియు మూడు అక్షాల చుట్టూ తిరుగుతాయి, పార్శ్వ మరియు ముందుకు వెనుకకు కదలికలు పరోక్షంగా నియంత్రించబడాలి. “సాహిత్యంలోని అనేక ఫలితాలు VTOL వాహనాల యొక్క అండర్యాక్చువేటెడ్ డైనమిక్స్ను పరిష్కరించవు మరియు కినిమాటిక్ మోడల్పై మాత్రమే దృష్టి సారించాయి. ఇది VTOL UAV యొక్క పూర్తిగా అండర్యాక్చువేటెడ్ మోడల్ను పరిగణించడానికి మరియు నిర్మాణ నియంత్రణకు దాని అన్వయాన్ని అన్వేషించడానికి మమ్మల్ని ప్రేరేపించింది,” Mr.
ముఖర్జీ అన్నారు. అండర్యాక్చువేటెడ్ సిస్టమ్లకు స్థానం, ధోరణి, వేగాలు, శక్తులు, టార్క్లు మరియు జడత్వం వంటి డైనమిక్ మోడల్లు అవసరం. అటువంటి మోడళ్లకు బేరింగ్-ఓన్లీ నియంత్రణను వర్తింపజేయడానికి గతంలో చేసిన ప్రయత్నాలు కొన్ని పరిస్థితులలో అస్థిరత లేదా విచ్ఛిన్నాల కారణంగా తరచుగా విఫలమవుతాయి.
Mr. ముఖర్జీ మరియు Mr. గారనాయక్ ఒక నియంత్రణ యంత్రాంగాన్ని అభివృద్ధి చేశారు, ఇది డ్రోన్లు అసంపూర్ణ స్థానాల నుండి ప్రారంభమైనప్పటికీ, కావలసిన నిర్మాణం యొక్క కలయిక మరియు నిర్వహణను నిర్ధారిస్తుంది.
సిస్టమ్ యొక్క విశ్వసనీయతకు మద్దతు ఇవ్వడానికి వారు కఠినమైన గణిత రుజువును అందించారు. వారి పని రెండు కార్యాచరణ దృశ్యాలను సూచిస్తుంది.
మొదటిదానిలో, డ్రోన్లు బేరింగ్ మరియు బేరింగ్-రేట్ డేటాను ఉపయోగించి స్థిరమైన వేగంతో నిర్మాణాన్ని నిర్వహిస్తాయి. రెండవదానిలో, నిర్మాణం మరియు వేగం కాలక్రమేణా మారుతూ ఉంటాయి, డ్రోన్లు బేరింగ్ డేటాతో పాటు వాటి స్వంత వేగం కొలతలను కలిగి ఉంటాయి. సిస్టమ్ ఏకపక్ష సమయ-మారుతున్న కాన్ఫిగరేషన్లను నిర్వహించగలదు, డ్రోన్లను ఇరుకైన మార్గాలను నావిగేట్ చేయడానికి, సింగిల్-లైన్ ఫార్మేషన్లలోకి పునఃనిర్మించడానికి మరియు మారుతున్న మిషన్ అవసరాలకు అనుగుణంగా అనుమతిస్తుంది.
డ్రోన్ సమూహాన్ని ఉపయోగించి నియంత్రణ పథకాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించాలని పరిశోధకులు ప్లాన్ చేస్తున్నారు. భవిష్యత్ రోడ్మ్యాప్లో, వారు సైద్ధాంతిక హామీలతో తాకిడి ఎగవేతను పరిష్కరించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నారు.
“ఇప్పటికే ఉన్న చాలా అల్గారిథమ్లు ఎటువంటి సైద్ధాంతిక హామీలతో రాని తాత్కాలిక తాకిడి ఎగవేత పథకాలపై ఆధారపడతాయి. పర్యావరణం మరియు డ్రోన్ల మధ్య ఉన్న వస్తువులతో ఢీకొనడం ఎగవేత అనేది మేము సైద్ధాంతిక స్థాయిలో పరిష్కరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న ఒక సవాలు,” శ్రీ ముఖర్జీ చెప్పారు.