Khi ứng dụng thương mại của máy bay không người lái tiếp tục gia tăng, lưu lượng máy bay không người lái ở các khu vực có độ cao thấp dưới 400 feet dự kiến sẽ tăng đáng kể trong vài năm tới. Các chuyên gia dự đoán đến năm 2027, Mỹ sẽ có gần 1 triệu hệ thống máy bay không người lái thương mại được sử dụng để chuyển phát nhanh, giám sát giao thông, cứu hộ khẩn cấp và các nhiệm vụ khác. Dòng máy bay không người lái bay vào độ cao thấp sẽ đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với an toàn hàng không.

Để đối phó với sự gia tăng lưu lượng máy bay không người lái, một nhóm nghiên cứu do Lanier Watkins và Louis Whitcomb thuộc Viện Tự động hóa Đảm bảo tại Đại học Hopkins dẫn đầu đã sử dụng trí tuệ nhân tạo để xây dựng mô hình hệ thống nhằm điều hướng lưu lượng máy bay không người lái an toàn hơn thông qua việc ra quyết định tự động ở một mức độ nhất định, thay thế một số quy trình yêu cầu sự tham gia thủ công. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Máy tính.

Watkins cho biết: "Chúng tôi muốn xem liệu các phương pháp AI khác nhau có thể xử lý một cách an toàn quy mô hoạt động của máy bay không người lái dự kiến ​​hay không và hóa ra điều đó là khả thi." Nhóm đã sử dụng các thuật toán tự động để nâng cao tính an toàn và khả năng mở rộng hoạt động của máy bay không người lái ở các khu vực dưới 400 feet. Để xác minh sự an toàn của giao thông không người lái, nhóm đã đánh giá tác động của các thuật toán tự động trong không phận ba chiều mô phỏng. Nghiên cứu trước đây của họ cho thấy các thuật toán tránh va chạm làm giảm đáng kể tỷ lệ tai nạn. Sau khi bổ sung thuật toán giải quyết xung đột chiến lược, tỷ lệ tai nạn còn giảm hơn nữa nhờ kiểm soát thời gian giao thông để tránh va chạm, tai nạn trên không gần như được loại bỏ.

Để mô phỏng trở nên thực tế hơn, nhóm cũng đã thêm hai tính năng vào hệ thống. Đầu tiên là “cảm biến tiếng ồn” nhằm mô phỏng tính khó dự đoán của môi trường thực và cải thiện khả năng thích ứng của hệ thống; thứ hai là "hệ thống suy luận mờ" để tính toán mức độ rủi ro của từng máy bay không người lái dựa trên nhiều yếu tố như khoảng cách giữa máy bay không người lái và chướng ngại vật. Watkins và Whitcomb cho biết những phương pháp này cho phép hệ thống đưa ra quyết định tự động để ngăn ngừa va chạm.

Giáo sư Whitcomb cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi đã xem xét nhiều biến số khác nhau, bao gồm cả các tình huống trong đó 'máy bay không người lái giả mạo' đi chệch khỏi lộ trình dự định. Kết quả rất hứa hẹn." Nhóm dự định làm cho môi trường mô phỏng trở nên toàn diện hơn và gần với thực tế hơn bằng cách đưa vào các chướng ngại vật năng động như thời tiết.

Watkins cho biết nghiên cứu này được xây dựng dựa trên hơn 20 năm nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Ứng dụng Vật lý Hopkins tập trung vào việc cải thiện sự an toàn của hệ thống không phận quốc gia Hoa Kỳ. Với sự phát triển nhanh chóng của máy bay không người lái thương mại, việc sử dụng AI và mô phỏng để cung cấp hỗ trợ quyết định cho việc quản lý giao thông của họ và đạt được hoạt động hiệu quả và an toàn của hệ thống máy bay không người lái là một hướng nghiên cứu quan trọng hiện nay.