Исследователи из Института коммуникационных систем Университета Суррея разработали метод, позволяющий увеличить время автономной работы групп роботов в сетях 6G более чем в шесть раз. Основной проблемой внедрения мобильных робототехнических систем в таких сферах, как высокоточное земледелие или мониторинг окружающей среды, остается ограниченная емкость аккумуляторов. Энергия расходуется не только на физическое перемещение, но и на постоянную передачу данных через облачные сервисы. Новая разработка решает эту задачу путем устранения избыточности информационных потоков внутри роя.
Согласно выводам ученых, опубликованным в журнале «Engineering», в группе из трех и более роботов, работающих на ограниченном пространстве, датчики неизбежно фиксируют схожие параметры. В традиционных моделях каждое устройство отправляет полный пакет данных на сервер независимо от соседей, что ведет к неоправданным затратам энергии. Предложенная концепция предполагает выделение динамических подгрупп, где лишь несколько представителей транслируют ключевую информацию, репрезентативную для всего коллектива. Математически эта связь была описана с помощью теории графов, позволяющей оценивать степень схожести данных между отдельными узлами.
Критическим фактором долговечности роя исследователи называют принцип самого слабого звена – робота с минимальным зарядом батареи, так как выход из строя даже одной единицы может поставить под угрозу выполнение общей задачи. Разработанные алгоритмы итерационного разделения графа и поиска оптимальных точек передачи позволяют равномерно распределять нагрузку и минимизировать количество сеансов связи без потери точности вычислений. Это особенно актуально для сетей шестого поколения, которые ориентированы на сверхнадежную связь с минимальными задержками и массовое подключение устройств.
Результаты компьютерного моделирования показали, что использование новой стратегии увеличивает срок службы робототехнического роя на 650%. Такое значительное улучшение показателей достигается за счет балансировки энергопотребления и сокращения нагрузки на восходящие каналы связи. Специалисты адаптировали систему к условиям реальных беспроводных сетей, учитывая затухание сигналов и помехи, что делает технологию пригодной для практического применения в сложных полевых условиях.
Развитие подобных алгоритмов открывает новые возможности для масштабирования автономных систем в сельском хозяйстве и при ликвидации чрезвычайных ситуаций. Способность роботов сохранять работоспособность в течение нескольких дней или недель вместо нескольких часов позволит проводить длительные миссии без необходимости частой подзарядки или замены оборудования. В будущем ученые планируют доработать систему для работы в условиях высокой мобильности устройств и постоянно меняющейся структуры сети.