Här utvecklas framtidens drönarsvärmar

Hundratals autonoma drönare som samverkar i luften, på marken och till havs kan om några år bli en del av svensk vardag. I det nya forskningscentrumet CHASS samlas akademi, företag och myndigheter för att utveckla nästa generations intelligenta svärmsystem.

När framtidens räddningsinsats skickas ut kommer det troligen inte att vara en ensam drönare som söker av ett område. Då kan autonoma svärmar samordna insatser i realtid för att söka efter människor, analysera terräng och snabbt anpassa sig till nya situationer. Det är visionen bakom CHASS, Center för heterogena adaptiva svärmsystem, ett nytt strategiskt forskningscentrum lett av Linköpings universitet i samarbete med universiteten i Lund och Örebro.
Bakom projektet står ett brett konsortium med lärosäten, myndigheter och företag som Saab, Sectra Communications och BAE Systems Hägglunds. Även mindre teknikföretag och aktörer inom totalförsvaret deltar.
Fredrik Heintz, professor vid Linköpings universitet och föreståndare för CHASS, betonar att projektet omfattar mycket mer än traditionell drönarforskning.
– CHASS handlar om drönarsvärmar, alltså hur grupper av olika autonoma plattformar kan göra saker tillsammans. Då pratar vi inte bara om flygande drönare utan också om markfordon, båtar och undervattensfarkoster.
Kärnan i forskningen är samspelet mellan systemen. Hur drönare kommunicerar, samordnar sig och fattar beslut tillsammans blir minst lika viktigt som själva farkosterna.
– Fokus ligger mindre på de enskilda plattformarna och mer på att koppla samman dem så att de kan utföra uppdrag tillsammans, förklarar Fredrik Heintz.

SwarmOS
Forskningen omfattar bland annat perception, kommunikation och koordinering, men också hur människor och autonoma system ska fungera tillsammans. Ett viktigt mål är att skapa ett slags operativsystem för svärmar, SwarmOS, där olika typer av robotar snabbt ska kunna integreras i samma system.
– Förhoppningen är att man ska kunna installera mjukvara på en robot och sedan direkt få in den i svärmen utan att behöva lägga månader på integration, säger Fredrik Heintz.
Tanken är att systemen ska fungera ungefär som ett idrottslag. Inför ett uppdrag väljs de plattformar som passar bäst för situationen. Under uppdraget måste svärmen kunna ändra strategi om omständigheterna förändras.
Fredrik Heintz jämför med ett fotbollslag som möter oväntat motstånd.
– Du har en grundtaktik och ett lag med vissa förmågor. Men om motståndaren neutraliserar din bästa spelare måste du kunna ändra beteendet eller byta spelare. Det är samma typ av flexibilitet vi vill skapa i svärmsystemen.
För att klara det ska CHASS använda digitala tvillingar, där svärmen parallellt simulerar olika scenarier medan uppdraget pågår.
– Om något oväntat händer ska systemet kunna testa olika lösningar i simulering och sedan anpassa sitt beteende direkt ute i verkligheten.

Verkliga uppdrag
Användningsområdena är många. Räddningstjänst och sökinsatser hör till de mest uppenbara, men forskarna ser också stora möjligheter inom skogsbruk, miljöövervakning och skydd av samhällsviktig infrastruktur. Trafikflyghögskolan i Ljungbyhed och Skellefteå Droneport ska användas som testmiljöer när systemen prövas i verkliga scenarier.

Framtid
Fredrik Heintz berättar vidare att forskningsresultaten i stor utsträckning ska publiceras som öppen källkod för att göra tekniken tillgänglig för fler aktörer. Under de kommande sex åren är målet också att utbilda minst fjorton doktorander och bidra till ett nationellt innovationssystem kring autonoma svärmar.
– Det som är generiskt vill vi göra öppet tillgängligt. Sedan finns det delar som är känsligare och kopplade till specifika företag eller tillämpningar, grundinställningen inom akademin är att resultaten ska spridas. Vårt övergripande mål är att man snabbt ska kunna sätta samman en svärm, skicka ut den på ett uppdrag och låta systemen anpassa sig efter situationen. På sikt hoppas vi också att samarbetet inom CHASS ska bidra till nya företag och arbetstillfällen i Sverige.