Ferramenta Fe³ da NASA Ames: Simulação Avançada de Tráfego Aéreo de Baixa Altitude

Veículos aéreos não tripulados (VANTs) são previstos para operar muito mais próximos uns dos outros em espaço aéreo de baixa altitude do que no sistema convencional de tráfego aéreo de alta altitude e, portanto, impõem desafios não apenas ao design do veículo, mas também ao desenvolvimento de um sistema de tráfego aéreo de baixa altitude seguro porém eficiente. A NASA Ames desenvolveu uma ferramenta de simulação de tráfego aéreo conhecida como Motor Flexível para Avaliação Rápida de Ambientes de Voo (Fe³).

A ferramenta de simulação fornece a capacidade de analisar estatisticamente sistemas de tráfego de alta densidade, alta fidelidade e baixa altitude sem conduzir testes de voo inviáveis e proibitivos em custo que envolvam grande volume de veículos aéreos. Fe³ inclui modelos abrangentes para operações de tráfego de alto volume como dinâmica e controle de veículos não tripulados de seis graus de liberdade, modelos de navegação, comunicação e sensores, modelos de vento e modelos de resolução de conflitos usando computação em nuvem e tecnologias de Unidade de Processamento Gráfico (GPU) para alcançar alto nível de desempenho computacional.

Com tal desempenho, Fe³ pode realizar milhares de simulações Monte Carlo para operações de aeronaves de alto volume em minutos para que pesquisadores possam prontamente conduzir estudos de incerteza e obter resultados estatísticos. Esta ferramenta de simulação também fornece uma estrutura de entrada flexível, permitindo que pesquisadores estudem uma ampla gama de parâmetros em operações aéreas de grande escala.

O motor de simulação central do Fe³ é composto de duas funções principais: geração de trajetória e evasão de colisão. Fe³ é altamente paralelizado usando a linguagem de programação Compute Unified Device Architecture (CUDA) em GPUs. É implantado no Amazon Web Service (AWS) na nuvem para necessidades de escalabilidade de forma que o número de instâncias GPU pode ser dinamicamente implantado baseado nas necessidades de simulação. A tecnologia pode realizar análise de incerteza em grandes volumes de operações de aeronaves dentro de minutos, tudo convenientemente embrulhado em uma aplicação baseada em Web.

Com esta capacidade, partes interessadas podem estudar os impactos de componentes críticos (como vento, vigilância, comunicação, colisão, evasão, regras de tráfego, consumo de energia, etc.) no sistema de tráfego de alta densidade e baixa altitude; obter insights e ajudar a definir requisitos, políticas e protocolos para um sistema de tráfego seguro e eficiente; e avaliar riscos operacionais e otimizar cronogramas de voo.

A NASA está ativamente buscando licenciados para comercializar esta tecnologia. Por favor, contate o Concierge de Licenciamento da NASA em este endereço de e-mail ou ligue para 202-358-7432 para iniciar discussões de licenciamento. Siga este link aqui para mais informações.