Task allocation per UAVs

In questa tesi affronteremo il tema della task allocation negli sciami di droni, quale problematica sempre più attuale per l’elevata importanza che i sistemi autonomi ricoprono nella nostra quotidianità. I droni rappresentano ormai un punto di svolta nello svolgimento di una vasta gamma di attività sensibili, quali operazioni di soccorso, supporto in caso di calamità naturali e distribuzioni di aiuti umanitari. Grazie alla loro poliedricità i sistemi UAV vengono impiegati anche in attività ricreative e lavorative, nel settore primario e in quello dei servizi di trasporto e consegna. Anche il settore militare, come gli altri, ha incrementato costantemente l’utilizzo dei droni, principalmente per compiti di ISR (intelligence, surveillance, reconnaissance), ma anche per attività di fuoco. La loro evoluzione sempre crescente ha spinto le amministrazioni, così come il settore privato verso l’adozione di sciami di piccoli droni stealth piuttosto che verso l’impiego di grandi e singoli droni. Questa configurazione comporta un dispendio computazionale più gravoso, e la necessità di algoritmi sempre più innovativi e performanti, che integrino il pensiero dell’uomo e la sua capacità decisionale con quella dei sistemi autonomi, cercando contemporaneamente di minimizzare la latenza che questa interdipendenza potrebbe portare nell’espletamento dei compiti e nell’ assolvimento della missione. Gli studi ed esperimenti condotti in tale ambito devono inoltre rispettare le regolamentazioni legislative, che non sono ancora però chiare e delineate a livello internazionale. La comunità scientifica riscontra inoltre spesso l’opposizione dell’opinione pubblica, in particolar modo per i sistemi autonomi che ricadono nella categoria “Human out of the loop”, anche se spesso più che un atteggiamento contrario nei confronti degli stessi si parla di scarsa conoscenza da parte del pubblico, che si affida a singole notizie giornalistiche, le quali però non inquadrano nella loro interezza la problematica e soprattutto le peculiarità nell’utilizzo di tali sistemi. Il problema della multi-task allocation consiste nel determinare il miglior algoritmo che, dato un certo numero di attori, definita una lista di compiti, assegni a ciascun attore un compito, non casualmente, ma con lo scopo di massimizzare efficienza ed efficacia dell’intera attività. Infatti, il problema dell’assegnazione delle attività ad uno sciame di droni è spesso visto come un problema di ottimizzazione, che può essere risolto secondo vari modelli ed algoritmi che presentano ciascuno propri punti di forza e di debolezza a livello di complessità computazionale, efficienza e grado di autonomia. Non vi è infatti ancora un unico algoritmo che per prestazioni viene definito come di eccellenza e quindi usato come standard nella programmazione degli UAVs e nei sistemi di gestione degli sciami multi-UAV.