"Инженеры встраивают много избыточности в каждую систему, потому что отказ - это не вариант, когда речь идет об обеспечении безопасности", - сказал Мелькиор Орник, профессор кафедры аэрокосмической инженерии в Иллинойсе. "Когда случаются аварии, системе транспортного средства требуется своего рода быстрое перепланирование в режиме реального времени, чтобы продолжить свою миссию или, что менее идеально, найти безопасную альтернативную миссию. Например, неисправный беспилотник может не долететь до места назначения, но у него достаточно мощности, чтобы избежать густонаселенного района и вместо этого потерпеть крушение в пустом поле".

Орник разработал понятие, которое он называет количественной устойчивостью системы управления, которая пытается установить возможности системы после того, как она переживает неблагоприятное событие. В одном сценарии рассматривалась возможность восстановления после потери привода - когда двигатель, руль направления или другая деталь повреждены, и вы больше не контролируете часть своей системы.

"В других случаях рассматривались ситуации, в которых все приводы все еще работают, но не на полную мощность", - сказал Орник. "Допустим, вы ведете свою машину и вдруг можете повернуть руль только на четверть оборота, а не до конца. Мы пытаемся установить, как по-прежнему максимально безопасно управлять системой после того, как такое произойдет ".

Орник сказал, что вычисление количественной устойчивости является сложной задачей, поскольку требует решения четырех вложенных, возможно нелинейных, задач оптимизации.

"Основной технический вклад этой работы заключается в том, что мы предоставили эффективный метод для вычисления количественной устойчивости", - сказал он. "Опираясь на теорию управления и на два новых геометрических результата, мы сводим вычисление количественной устойчивости к одной задаче линейной оптимизации".

Частью проекта было промышленное сотрудничество с Bihrle Applied Research, Inc. "Это был мой первый опыт такого рода совместной работы. Bihrle - аэрокосмическая компания, заинтересованная в инструментах для обеспечения безопасности самолетов и городских летательных аппаратов и быть готовой к тому, что случится что-то плохое. Эта способность справляться с неисправностями оборудования имеет реальные последствия для жизни". Бирле снял видеоролик об этом проекте.

Работа была частично поддержана Исследовательской лабораторией ВВС США, а также грантом на раннюю стадию инноваций от Программы грантов на исследования космических технологий НАСА.