Sandia National Laboratories sta sviluppando l'autonomia e l'intelligenza artificiale per i sistemi di volo che volano a più di 3, 800 miglia orarie. Le tecnologie per arrivarci saranno inizialmente testate su droni che si muovono a circa 5 mph.

"Vogliamo garantire il successo prima di testare le tecnologie sui voli ipersonici, ", ha detto il manager di Sandia Jay Brown.

Un team di stagisti universitari presso i Sandia National Laboratories ha contribuito all'obiettivo ipersonico quest'estate completando i primi due droni che i laboratori utilizzeranno per provare nuovi algoritmi per la navigazione autonoma, guida e controllo, e riconoscimento del bersaglio.

Gli stage sono stati forniti da Autonomy New Mexico, una coalizione accademica guidata da Sandia per ottenere il volo ipersonico autonomo.

"I droni AutonomyNM forniscono a Sandia una piattaforma agile per valutare rapidamente le nostre capacità, " disse Bruno.

Ogni drone, un quadrirotore e un esacottero, ha superato un test di volo finale prima che gli studenti tornassero a scuola per il semestre autunnale. I veicoli hanno dimostrato la capacità di posizionarsi, aggiornare le loro coordinate di posizione e riconoscere e atterrare su un bersaglio.

Veicoli progettati per una varietà di esperimenti

Questi droni sono costruiti per la flessibilità. Gli utenti caricano e aggiornano gli algoritmi da remoto, in diversi linguaggi di programmazione, tramite una connessione Wi-Fi. Una fotocamera USB può essere estratta e sostituita per sperimentare con sensori diversi.

Ogni veicolo è dotato di due computer di bordo:uno più piccolo che controlla i rotori e uno più potente che elabora le informazioni visive dalla telecamera. Entrambi i computer, però, aveva rigidi vincoli di dimensioni e peso per mantenere i droni abbastanza leggeri da volare. Questa limitazione ha sfidato il team a elaborare strategie di programmazione efficienti.

"L'algoritmo deve essere in grado di funzionare abbastanza velocemente da fornire risultati utilizzabili, " ha detto lo scienziato di Sandia Logan Wright, che ha servito come consigliere della squadra. "Un algoritmo di rilevamento degli ostacoli non è molto utile se rileva un ostacolo dopo che lo hai già incontrato."

Il gruppo ha testato i propri algoritmi di visione camminando attraverso uno spazio di prova con una telecamera, scattare foto. Hanno caricato le immagini sui droni insieme a un algoritmo per assemblare le immagini in una mappa 3D. Quindi, il team ha inviato istruzioni ai droni per spostarsi su coordinate specifiche. I droni si sono orientati confrontando ciò che hanno visto attraverso le loro telecamere con le loro mappe interne e poi sono volati nei punti corretti.

Volo autonomo una sfida multidisciplinare

Veicoli ipersonici volano a miglia dal suolo, quindi gli ingegneri hanno un'enorme libertà creativa nello sviluppo e nella programmazione di veicoli per cieli aperti. Ma questa libertà può anche essere una sfida.

"Quando hai a che fare con auto a guida autonoma, hai a che fare con un insieme di regole molto limitato perché ci sono regole della strada, " ha dichiarato Lauren Risany, stagista di AutonomyNM, uno studente del secondo anno a Lafayette, Purdue University con sede nell'Indiana. "Ti fermi a un segnale di stop. Vai quando il semaforo diventa verde. Ma quando hai a che fare con un quadrirotore, non hai necessariamente quelle regole."

Per costruire i droni e creare gli algoritmi, gli studenti hanno messo in comune diversi livelli di esperienza e background, che vanno dall'ingegneria aerospaziale all'ingegneria informatica e all'apprendimento automatico.

"La mia timoneria principale è probabilmente nella progettazione meccanica, " disse Jared Li, un membro del team e uno studente laureato presso il Georgia Institute of Technology di Atlanta, Georgia. "Questo è ciò su cui ho lavorato in più lavori in passato, ma non mi ha mai permesso di espandere il mio set di abilità o imparare qualcosa di nuovo o addirittura essere entusiasta di quello che sto facendo. Ma qui, è diverso. E questo mi piace molto".