Amerikaanse universiteit onderzoekt VR-interface voor besturing van dronezwermen

Oregon State University heeft onlangs een belangrijk experiment uitgevoerd waarbij onderzocht werd of één piloot tegelijkertijd meer dan 100 drones kan besturen met behulp van een VR-interface. Dit project, uitgevoerd in samenwerking met het Amerikaanse Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), is een van de eerste stappen richting de toekomstige inzet van massale dronezwermen.

Besturing van dronezwermen

Het doel van het project, genaamd Offensive Swarm-Enabled Tactics (OFFSET), is niet direct om een systeem te ontwikkelen waarmee elke piloot zelfstandig een grote zwerm drones kan vliegen. Het richt zich meer op het testen van de fysieke en psychologische capaciteiten van de operators bij het beheren van dergelijke grootschalige multitasking-inspanningen.

Projectleider Julie A. Adams legt uit: “De commandanten bestuurden de drones niet elk afzonderlijk. Bij de inzet van zoveel drones kan één mens dat simpelweg niet aan. Het idee is dat de zwermcommandant een actie selecteert om uit te voeren en hier kleine aanpassingen aan kan maken, vergelijkbaar met wat een quarterback doet in de NFL. Uit de gegevens blijkt dat een enkele persoon in staat is deze systemen in gebouwde omgevingen te implementeren, wat zeer brede implicaties heeft buiten dit project.”

VR-interface

Voor dit project werkte het team van Oregon State samen met het technologiebedrijf Smart Information Flow om een virtual reality-interface, genaamd I3, te ontwikkelen. Deze interface stelt een OFFSET-projectcommandant in staat om hun zwerm van zowel lucht- als gronddrones te leiden – in sommige gevallen tot wel 250 tegelijk. De onderzoekers hebben bestaande off-the-shelf apparatuur aangepast om de benodigde interface voor één persoon te ontwikkelen om zoveel toestellen te kunnen overzien.

Tijdens de operatie werden de werklastniveaus van de piloten beoordeeld met behulp van fysiologische sensoren, die responsgegevens in een algoritme invoerden om schommelingen in geschatte reacties op werklasten te volgen en deze te vergelijken met vooraf gemeten maximale capaciteiten. Uit de resultaten bleek dat de meeste operators de taak om tegelijkertijd zoveel drones te overzien goed aankonden.

“De werklast van de zwermcommandanten overschreed regelmatig de overbelastingdrempel, maar slechts voor enkele minuten,” zei Adams. “De commandanten waren in staat om de missies succesvol te voltooien, vaak onder uitdagende temperatuur- en windomstandigheden.”

Gesimuleerde omgevingen

De proeven, uitgevoerd over een periode van vier jaar bij trainingsfaciliteiten van het ministerie van Defensie, vonden plaats in “betonnen ravijnen” in gesimuleerde stedelijke omgevingen, waarbij de gebruikelijke VLOS (Visual Line of Sight) satellietcommunicatie werd gehinderd door omliggende structuren. Deze scenario’s – en feedback van piloten tijdens het door Oregon State geleide droneproject – vormen een opmaat naar daadwerkelijk militair gebruik in vergelijkbare gevechtsomgevingen.

Maar Adams benadrukt dat de resultaten uiteindelijk ook zullen helpen bij het sneller en effectiever opschalen van dronezwermen voor commerciële doeleinden.

“Vanuit zakelijk oogpunt is het logisch om bezorgdrones op grote schaal in te zetten, maar dat werkt alleen als één persoon verantwoordelijk is voor zeer grote aantallen van deze drones,” aldus Adams. “Ik zeg niet dat ons werk een definitieve oplossing biedt, maar het is een eerste stap naar het verkrijgen van gegevens die de ontwikkeling van dat soort interfaces mogelijk maken.”

Vergelijkbaar onderzoek in Nederland

In een gerelateerd onderzoek naar de aansturing van dronezwermen heeft de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) bijna 3 miljoen euro geïnvesteerd in het project Steadfast (Swarm Technology Enabling Advanced Drone-Facilitated Active Support Tactics). Dit project richt zich op het verbeteren van situatiebewustzijn bij rampenbestrijding en militaire operaties, waar snelle besluitvorming en realtime monitoring van essentieel belang zijn.

Steadfast en soortgelijke initiatieven illustreren de groeiende interesse en investeringen in de potentie van dronezwermtechnologieën voor zowel defensie als commerciële toepassingen.

(coverfoto ter illustratie – bron: Lockheed Martin, public domain)