Roiuri de drone în operațiuni urbane: NIKE-ROBComm interconectează drone și roboți terestri

Dezvoltarea unei comunicații și navigații robuste și autonome pentru roiuri de drone și roiuri de roboți în mediul urban – acesta a fost obiectivul proiectului de cercetare NIKE-ROBComm. Peste doi ani de cercetare au produs acum primele rezultate, care ajută la explorarea zonelor periculoase și la obținerea mai rapidă a unei imagini operaționale. L-am întrebat pe managerul de proiect Christian Raffelsberger despre obiectivele și provocările proiectului și în ce măsură sunt de conceput și aplicații militare.

Domnule Raffelsberger, vă rugăm să ne descrieți despre ce este vorba, în esență, în proiectul NIKE-ROBComm.
În proiect am dezvoltat bazele tehnologice pentru ca roiurile mixte de drone și roboți terestri să poată fi folosite în mod fiabil chiar și în scenarii complexe de dezastre urbane. Astfel de sisteme sunt menite să sprijine forțele de intervenție în explorarea zonelor greu accesibile sau periculoase, să colecteze date de la senzori și să contribuie la crearea cât mai rapidă a unei imagini operaționale cuprinzătoare. Obiectivul general este creșterea siguranței și eficienței colectării de informații în situații de dezastru.

Ce abordare ați ales pentru această sarcină complexă?
Pentru atingerea obiectivului au fost dezvoltate mai multe componente interconectate. În primul rând, o comunicație robustă mașină-la-mașină (M2M) pentru transmiterea datelor de la senzori între drone și roboții terestri. Baza tehnologică este banda ultralargă (UWB), care este combinată cu tehnologii de comunicații precum 5G sau WiFi. Pe lângă comunicație, decisivă este și navigația, chiar și atunci când nu este disponibil niciun semnal de la un sistem global de navigație prin satelit (GNSS). În acest scop s-au cercetat metode de estimare robustă a stării, care permit navigația autonomă chiar și în medii complexe, parțial lipsite de GNSS. Pentru ca forțele de intervenție să primească cele mai importante informații, s-a lucrat și la metode de fuziune și reducere a datelor de la senzori.

Cu ce scenarii concrete ați lucrat în proiect?
Un caz de utilizare concret a fost, de exemplu, detectarea persoanelor și vehiculelor, determinarea poziției lor exacte și transmiterea acestor informații către un sistem de imagine operațională. Astfel s-a surprins nu doar ce se află în zona de operații, ci și unde anume se află.

Ce avantaje vedeți în tehnologia de bandă ultralargă (UWB) în acest domeniu de aplicare – și care sunt limitele ei?
UWB folosește impulsuri foarte scurte pentru comunicație, ceea ce înseamnă că pentru transmisie se utilizează o bandă de frecvență largă. Spre deosebire de tehnologiile de bandă îngustă, UWB este, prin urmare, mai puțin vulnerabilă la interferențe deliberate, precum bruiajul de frecvență, sau la interferențe cu alte tehnologii.

UWB poate fi folosită și pentru localizare, ceea ce este util tocmai în zonele fără semnale GNSS. Limitele ei țin mai ales de rază, care poate fi restrânsă de obstacole precum clădiri, beton sau metal. Și rata de date este mai mică în comparație cu tehnologii precum 5G sau WiFi, astfel încât este utilă doar în mod limitat pentru volume mari de date, precum videoclipuri sau imagini de înaltă rezoluție. Totuși, deoarece utilizarea UWB în astfel de sisteme robotice este încă un domeniu de cercetare relativ tânăr, există un potențial suplimentar pentru îmbunătățiri tehnice și o mai bună adaptare la condițiile reale de operare.

Ce soluție se creează cu NIKE-ROBComm și ce deosebește proiectul de alte abordări existente?
Rezultatul a fost un prototip de tip proof of concept. Abordarea specială a NIKE-ROBComm constă în analiza holistică a diferitelor provocări tehnice, dar și organizatorice. Aceasta include analiza acceptării de către forțele de intervenție sau întrebarea cum poate fi integrat un astfel de sistem în viitoarele concepte de instruire.

Proiectul NIKE-ROBComm: testele de zbor au avut loc în cooperare cu Academia Militară Terez...

Ce beneficii vedeți în aplicațiile civile – și poate și în domeniul militar?
Proiectul se concentrează pe sprijinirea organizațiilor civile de urgență, de exemplu în caz de dezastre, incidente majore sau în zone urbane greu accesibile. Tehnologiile dezvoltate pot ajuta forțele de intervenție să exploreze zonele periculoase și să obțină mai rapid o imagine operațională. În principiu, componente tehnice individuale, precum comunicația și localizarea robuste, pot fi folosite și pentru aplicații militare.

Deci și armata joacă un rol în proiect …
Da. Academia Militară Tereziană (Theresianische Militärakademie, MilAk) din Wiener Neustadt a fost un partener important ca utilizator final. Aceasta a contribuit cu cerințe realiste, cunoștințe operaționale și scenarii practice. În plus, acolo au avut loc ateliere de lucru, mai multe teste de zbor pentru colectarea datelor și testele finale de integrare.

Ce alți parteneri de cooperare au existat?
În primul rând: proiectul NIKE-ROBComm a fost finanțat prin programul austriac de cercetare în domeniul securității KIRAS, cu fonduri de la Ministerul Federal de Finanțe, prin Agenția Austriacă de Promovare a Cercetării FFG. A fost condus de Lakeside Labs GmbH.

Printre partenerii de cercetare s-au numărat Joanneum Research Digital, care a dezvoltat fuziunea datelor și managementul sarcinilor, și Universitatea din Klagenfurt, care a cercetat noi estimatori de stare pentru localizare. Partenerii industriali au fost LoconIQ, specialist în tehnologia de bandă ultralargă, și twins GmbH, care dezvoltă sisteme aeriene fără pilot. Disaster Competence Network Austria a răspuns de aspectele de științe sociale ale proiectului.

Proiectul s-a derulat până la sfârșitul lunii iunie 2026. Privind înapoi: care a fost cea mai mare provocare?
Cea mai mare provocare a fost complexitatea tehnică ridicată. În durata relativ scurtă a proiectului, componentele individuale au trebuit dezvoltate și parțial integrate într-o asemenea măsură încât să poată fi testate în condiții realiste. În același timp, în mai multe domenii a fost încă necesară cercetare fundamentală, de exemplu privind noii estimatori de stare și integrarea tehnologiei UWB pe drone. În plus, pentru antrenarea modelelor de inteligență artificială (IA) pentru detectarea și determinarea poziției persoanelor și vehiculelor, a trebuit colectate special și etichetate laborios date adecvate, deoarece seturile de date existente erau potrivite doar în mod limitat.

Cu toate aceste sarcini dificile: ce v-a motivat în acest proiect?
Mă motivează în mod deosebit faptul că cercetarea poate fi de folos concret forțelor de intervenție și, în același timp, leagă strâns teoria și practica. Lucrul într-o echipă interdisciplinară este, de asemenea, deosebit de interesant, deoarece se întâlnesc perspective tehnice și aplicative diferite. Mai ales în atelierele comune sau în testele din medii realiste apar provocări care adesea nu sunt vizibile în simulări sau în considerații teoretice.