16 апреля 2025 года
Вопросы, связанные с разработкой принципов построения автономных самоуправляемых распределенных систем вообще и роев БПЛА в частности представляют собой сложнейшую задачу, требующую новых решений по комплексам аппаратных и программных средств. Необходимы новые методы и алгоритмы координации и распределенной обработки данных, аппаратные средства распределенных вычислений, алгоритмов анализа и принятия решений, использующих ИИ. Эффективная распределенная система управления должна обеспечивать надежное взаимодействие между всеми БПЛА своего роя, а также с внешними средствами боевого управления, обеспечивая интеграцию роя в единую боевую сеть. При этом необходимо не допускать постороннего вмешательства в СУ роя и обеспечивать автономное функционирование в условиях непредсказуемой среды и изменяющихся заданий.
Ключевыми элементами проектирования являются вопросы, связанные с распределением функций в рое, моделирование поведения роя, разработка протоколов обмена информацией, внедрение методов адаптивного регулирования, методы обработки информации, прогнозирования и алгоритмы принятия решений. По мере увеличения числа БПЛА в рое, проблемы масштабируемости и устойчивости становятся особенно актуальными.
Дополнительно, необходимо учесть вопросы безопасности и защиты данных во время передачи информации между UAV. Важно внедрить методы машинного обучения для прогнозирования действий дронов и обработки поступающих сигналов. Создание надежной архитектуры распределенной системы управления роя БПЛА одна из сложнейших задач проектирования роев БПЛА, решение которой позволит реализовать преимущества децентрализованных систем управления — высокую надёжность и живучесть, приспосабливаемость к изменениям ситуации в системе «группа–среда», к потере отдельных БПЛА группы, а также к подавлению связи или сбоям.
Распределённая система управления роем БПЛА предполагает, что каждый участник группы обладает собственной СУ и эти системы объединены с помощью информационной сети связи. При этом каждая СУ включает в себя средства, которые отвечают за выбор действий БПЛА в составе группы.
Информация о действии, выбранном СУ, сообщается всем остальным, на основании чего последние могут скорректировать свои действия с учётом действия одного конкретного дрона для оптимизации достижения групповой цели.
Ещё один вариант распределённой системы управления — система, где каждый БПЛА группы также обладает своей СУ, но не имеет канала обмена информацией. При этом, в соответствии со стратегией стайного управления, координацию своих групповых действий дроны осуществляют на основании анализа реакции среды на суммарное действие всей группы.
Рой беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) может быть, как однородным, так и разнородным. В однородном рое все дроны имеют одинаковую конструкцию и и одинаковый состав аппаратно-программный комплекс (АПК), что упрощает управление и снижает затраты на производство.
Другим, в некоторых случаях, более эффективным подходом является создание разнородного роя, где БПЛА разных типов и назначения специализируются на выполнении конкретных задач. Это позволяет охватить широкий спектр задач, и повысить общую эффективность и надежность системы, имея в составе роя БПЛА со сравнительно простым аппаратным и программным обеспечением. Соответственно и алгоритмы СУ должны учитывать специфики различных БПЛА, входящих в данный рой.
Такой смешанный состав позволяет создавать гибкие и адаптивные системы, способные реагировать на изменяющиеся условия на поле боя. Например, в одном рое могут быть БПЛА для разведки и наблюдения, действующие с дронами, предназначенными для ударных операций и дронами ретрансляторами. Каждый тип БПЛА выполняет свою уникальную функцию, что вместе создает синергию, повышающую общую эффективность задачи. Очевидно, что при проектировании СУ БПЛА, предназначенных для работы в рое необходимо предусмотреть возможность их работы как в однородных, так и в разнородных роях.