فريق بحثي من جامعة «كاوست» يطوّر طائرات الدرون لتعمل كفريق

يمنحها مزيداً من التحكم والتواصل مع نظيراتها دون تدخل بشري

عبد القادر أحد الباحثين الذي طوَّروا خوارزمية تُمكِّن فريقًا من الطائرات دون طيار من العمل معاً آنياً لاعتراض طائرة مسيّرة في ظل سيناريو «التقاط الراية» (الشرق الأوسط)

طوّر فريق بحثي من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) برمجيات ومعدات لازمة لتنسيق العمل بين مجموعة طائرات من دون طيار «درون»؛ لتتمكن من التواصل والعمل معاً كفريق من أجل تحقيق هدف مشترك.
ويشير محمد عبد القادر، أحد أعضاء الفريق البحثي والذي عمل تحت توجيه البروفسور جيف شمّة، أستاذ الهندسة الكهربائية في كاوست، إلى أن منْح الطائرات المسيّرة المزيد من التحكم الذاتي يجعلها مَورداً أكثر قيمة.
ويضيف: «في هذه الحالة فإن رصد ومراقبة تقدم تلك الطائرة المسيرة التي أُرسِلت لأداء مهمة محددة، أسهل كثيراً من قيادتك لها فعلياً عن بُعد. ومثال على ذلك، يمكن لفريق من الطائرات من دون طيار القادرة على التواصل فيما بينها أن يوفر أداة يمكن استخدامها على نطاق واسع، لتحسين الحالة الأمنية أو التقاط صور لمساحة كبيرة بشكل متزامن».
جرَب الباحثون سيناريو لعبة «التقاط الراية أو العَلَم (CTF)» والتي يقوم فيها فريق من الطائرات المسيّرة بالعمل معاً داخل منطقة محددة للدفاع عنها واعتراض طائرة من دون طيار متسللة، ومنعها من الوصول إلى مكان معين. ولإعطاء اللعبة مزيداً من الواقعية، والتحقق مما إذا كانت الخوارزميات الخاصة بالطائرات تستطيع العمل تحت ظروف غير متوقعة، قاد أحد الباحثين الطائرة المسيّرة المتسللة عن بُعد.
وسُرعان ما استبعد عبد القادر وأعضاء الفريق البحثي فكرة وجود قاعدة مركزية تتواصل معها تلك الطائرات واستبدلوا بها تصميم طائرات مسيرة زُودت كل واحدة منها بوحدة خفيفة الوزن وقليلة الاستهلاك للطاقة للحوسبة، ووحدة اتصال لاسلكي بالإنترنت؛ لتتمكن الطائرات من التواصل فيما بينها.
ويوضِّح شمة السبب لذلك بأن بناء قاعدة مركزية يحتاج إلى قدرة حاسوبية كبيرة لاستقبال وبثِّ الإشارات المتعددة. وقد تكون عُرضة لحدوث عطل كلّي في القاعدة في لحظة معينة. لذا صممنا بنية موزعة، تنسِّق فيها الطائرات من دون طيار فيما بينها بناءً على معلومات محلية وبالتواصل معاً.
تهدف الخوارزمية المُطورة إلى تحقيق المستوى الأمثل من التواصل وإرسال المعلومات بين الأقران -والتي ينبغي ألا تكون كثيرة جداً ولا قليلة جداً- وكذلك سرعة في رد الفعل، دون الحاجة إلى عمليات حوسبة مكثفة. يسمح ذلك للخوارزمية بالعمل بفاعلية آنياً بينما تطارد الطائرة المسيّرة الطائرة الأخرى المتسللة.
ويوضِّح عبد القادر أن كل واحدة من تلك الطائرات تضع الخطة الخاصة بها على أساس توقعات متفائلة لما سيفعله أعضاء الفريق، وتوقعات متشائمة لما سيفعله الخصم، وبما أن هذه التوقعات قد تكون غير دقيقة، تُنفِّذ كل واحدة منها جزءاً فقط من خطتها، ثم تُعيد تقييم الوضع قبل إعادة التخطيط.
عملت الخوارزمية التي طوّرها الفريق بشكلٍ جيد في ساحة مغلقة وأخرى في الهواء الطلق في ظل سيناريوهات مختلفة للهجوم. ويأمل عبد القادر أن تُستخدَم برمجيتهم، والمتاحة الآن كمصدر مفتوح، كمنصة لاختبار تطبيقات متعددة. كما يطمح الفريق إلى تمكين الطائرات من دون طيار من العمل في مناطق أكبر في الهواء الطلق، وتحسين البرمجية من خلال دمج تقنيات تعلّم الآلة التكيف.