Droner, ride-delere kunne slå sig sammen om levering af pakke

I fremtiden, når du hilser en Uber eller tager bussen, du deler måske ikke kun turen med en anden rejsende, men måske også med en drone ude ved levering. Det er Naira Hovakimyans vision, professor i mekanisk videnskab og teknik ved University of Illinois i Urbana-Champaign, der leder en seks-personers, tre institution (Illinois, Stanford, South Carolina) $1 million National Science Foundation (NSF)-bevilling for at se, om droner og eksisterende ride-sharing-køretøjer (RSV'er) kan levere synergetisk leveringsservice i byområder. Sådan som Amazon, UPS, og United States Postal Service venter spændt på resultatet.

En nylig undersøgelse foretaget af McKinsey and Company viste, at 50 procent af alle leveringsomkostninger sker i den "sidste mile" af levering til destinationen, og - med kravet om endnu hurtigere og omkostningseffektiv levering fra forbrugeren - at løse det logistiske dilemma er en stor udfordring for industrien.

"De store virksomheder er i gang med at udvikle deres eget netværk af biler og droner, " sagde Hovakimyan. "Deres løsninger tilbyder stor fleksibilitet til forbrugeren, men en enkelt person kan stadig kun levere én indkøbsordre til en kunde ad gangen, som det ikke er skalerbart eller omkostningseffektivt."

Hvad Hovakimyan og hendes team foreslår, er at udvikle et netværk af droner og eksisterende RSV'er til at bære en pakke til den endelige destination. For eksempel, en drone kan lette fra et leveringscenter med en pakke, mødes med et Uber- eller massetransportkøretøj ved hjælp af magnetik til at docke til tagene på disse køretøjer, selv mens de er i bevægelse, og aflever dem fra pakken. En anden drone tæt på den endelige destination ville derefter skære pakken og tage den direkte til forbrugerens dørtrin. Fordi de delebiler allerede er på vejen og bruger GPS til at guide dem på en bestemt rute, dronerne kan koordinere med dem for at lave den bedste flyveplan for pakken. Til sidst kunne leveringen involvere flere af disse afleveringer undervejs.

"Ved at udnytte det eksisterende netværk, vi adresserer et komplekst matematisk problem, og hvis vi adresserer det korrekt, vi dropper leveringsomkostningerne et par gange. I fremtiden kan chaufførerne få en betaling for blot at acceptere at få pakker afleveret på deres køretøjer. Bilen kører alligevel ad samme rute. Intet skal ændres. Baseret på den rute, vi kan få gennem deres mobile enhed, vi kan bestemme de bedste køretøjer til brug gennem en budgivningslogik."

En indfødt Armenien med grader i anvendt matematik, teoretisk mekanik, og fysik, Hovakimyan har i nogen tid brugt sin viden om matematik til fremskridt inden for flyvekontrol og andre industrier. I løbet af de sidste par år, hun har været på forkant med at udforske logistik for den blomstrende droneindustri. Hendes opstart, IntelinAir, for eksempel, bruger luftbilleder til at levere brugbare analyser til landmænd. En tidligere NSF-bevilling til hendes team udforskede brugen af ​​små droner til ældrepleje. Det er gennem det studie, at hun indså vigtigheden af ​​opfattet sikkerhed. Med andre ord, hvor sikre vil vi føle os med hundredvis, hvis ikke tusindvis af droner, der flyver over og omkring os i et snævert rum. Derfor omfatter dette team en psykolog.

"Tilsyneladende, mennesker er mere bange for dronernes hastighedsprofil end af deres størrelse, " Hovakimyan bemærkede. "Ved at lære om disse problemer - hvordan man skelner mellem opfattet sikkerhed og faktisk sikkerhed - var vi i stand til at komme med stiplanlægning og kollisionsundgåelsesalgoritmer for droner, der ikke ville skræmme folk så meget. Selvfølgelig, vi skal sikre os, at vi kan betjene disse droner på en meget robust måde, og at de kan interagere med hinanden, have stiplanlægning og kollisionsundgåelse, arbejde på tilfældige netværk, og være sikker for samfundet."

Cybersikkerhed er en anden stor udfordring. For at systemet kan fungere, det vil være nødvendigt at være immun over for angreb fra hackere, der ønsker at overtage dronens flugt.

"Vi arbejder på autopiloter, der vil være robuste over for hacking, " sagde Hovakimyan. "Til sidst, de vil alle konvergere omkring at have én ramme, der vil have al den robusthed mod cyberangreb, mod svigt af fysiske komponenter, netværksfejl, og så videre."

I første omgang, pakkerne, der bruger systemet, ville være lette, sige 5-10 pund, som dækker en høj procentdel af varer bestilt online. Til sidst, Hovakimyan mener, vægtgrænsen ville stige.

"Jeg tror, ​​at denne teknologi med tiden vil være tilgængelig i forskellige størrelser, i forskellige operationer, og til at opfylde forskellige behov, " sagde Hovakimyan. "Den underliggende matematiske ramme er meget rig og kompleks. Det udnytter grafteori, informationsteori, spilteoretiske tilgange til budgivning, robust kontrol, møde med kørende køretøjer, hardware, magnetisk docking, og så videre. Fremtiden kommer hurtigere, end vi forestiller os. Vi forsøger at være på forkant med de algoritmer, vi udvikler."

Ultimativt, hun tror på, at Amazon vil være overbevist om, at brug af droner og partnerskab med eksisterende RSV'er giver den mest effektive leveringsmetode, sparer dem for udgifter til gas, vedligeholdelse af køretøjer, og mandskab, der i øjeblikket er nødvendigt for at nå den sidste mile af levering. De planlægger at arbejde med de store virksomheder om yderligere udviklingsstadier på projektet.