Sondre trener framtidens dronesverm
Å sende hundrevis av droner opp i lufta er ikke noe problem, skal du få dem til å samarbeide og snakke sammen blir det langt mer komplisert.
På en flystripe i en paddeflat, øde del av California står Sondre Engebråten og klør seg i hodet. På asfalten står 20 droner linet opp. En minivan, en koffert med ladere, et par laptoper, et provisorisk telt og et campingbord - lite vitner om at et av verdens hittil mest avanserte droneforsøk er i ferd med å finne sted.
Engebråten jobber med en doktorgrad om såkalt «multifunksjon dronesverm». I dag skal han forsøke å sette ny rekord. 20 droner skal opp i luften samtidig, og de skal løse to oppgaver mens de er i luften.
Hvorfor droner?
For Forsvaret er det aktuelt å bruke dronesvermer til overvåking og kommunikasjon. Det er dette Sondre forsøker å få sin sverm til å gjøre. Svermen skal løse oppgaven uten detaljstyring fra operatører på bakken.
– I veldig mange situasjoner trenger vi «fremskutte øyne». En dronesverm kan sendes ut for å hente inn informasjon om hva som befinner seg i et bestemt område. En sverm kan også fungere som et kommunikasjonsnettverk når andre nettverk er slått ut, sier Sondre.
Å få 20 droner til å fungere som en sverm er det få eller ingen som har gjort før, mener han.
– For at vi skal kunne kalle det en sverm, må det være flere enn tre droner, og de må kunne kommunisere og samarbeide. Intel sender jo opp dronefyrverkeri med hundrevis av droner, men den ene dronen vet ikke at den har hundre andre rundt seg. Det ser kult ut, men det er jo egentlig helt ubrukelig til noe annet enn underholdning, mener Sondre.
– Vi ser på hvordan svermer kan bli et praktisk, nyttig og selvorganiserende verktøy ute i skog og mark.
Tetter «virkelighetsgapet»
For å få dronene til å snakke sammen og fungere som ett nettverk har Sondre blant annet montert en prototyperadio på undersiden. Dronene er standard butikkvare, kjøpt på nett.
– Tradisjonelle nettverk er bygget opp med en sentral node/ruter. Hvis hovednoden mister strøm eller kobles ut, faller hele nettverket ned. Det fungerer dårlig i sverm. For svermen må vi ha en desentralisert struktur hvor hver enkelt agent (drone) er like viktig. Alle kan snakke med alle. Selv om en eller to droner faller ut, fungerer nettverket fortsatt og svermen kan fortsatt kartlegge området.
Doktorgraden følger to løp. Sondre jobber med datasimuleringer for å lage kontrollalgoritmene til dronesvermen – det vil si kommandoene som ligger til grunn for hvordan dronene oppfører seg og snakker sammen. I tillegg er det et praktisk løp der han lager en prototypesverm som kan brukes i demonstrasjon.
– Vi ved FFI er alltid interessert i å lage en fysisk demonstrasjon av det vi gjør, noe som kan vises frem. Når du gjør simuleringer vil det alltid være en «reality gap» – uforutsette problemer som kan oppstå når du tar et forsøk fra laben og ut i virkeligheten. Jeg tetter det gapet, sier Sondre og ler.
Har laget regnfrakk til droner
For selv om en algoritme fungerer i simulator finnes det 1000 ting som kan få det til å svikte i praksis. For eksempel når batteriene svikter i varmt vær. Og hvordan skal vi lage vanntette droner som kan fly i regn? Eller hvordan skal dronene få byttet batterier underveis? Jo ved å lage et vanntett droneskall, og en batteribytterobot på bakken som dronene i svermen bytter på å besøke ved behov. (De to sistnevnte har faktisk vært prosjekter for studenter med sommerjobb ved FFI.)
– Det kreves mye ingeniørarbeid for å løse alle praktiske problemer. Vi må kombinere mange fagområder. Målet må være å lage et system som er enkelt å operere, sier Sondre.
Så hvordan gikk det med eksperimentet denne dagen? Det ble ny «pers», som de sier på idrettsbanen. 13 fløy og fungerte som en sverm, seks ble stående på bakken på grunn av nettverksproblemer, en ble stående fordi den var feilkalibrert. Sondre gir seg ikke før han har fått alle 20 til å fly i flokk.
