Беспилотные такси и роботы-доставщики — уже не область фантастики, а неотъемлемая часть повседневной городской жизни. Учёные из Канады решили пойти дальше и протестировали, как может выглядеть доставка дронами… донорской крови. Рассказываем подробнее о проведённом исследовании и его перспективах.
Доставка крови из мобильных пунктов сбора в лаборатории должна быть быстрой. Донорская кровь портится за несколько часов при комнатной температуре, что затрудняет транспортировку в случае непредвиденных заторов или других задержек. Дроны могут решить эту проблему: беспилотники не стоят в пробке, а пролетают над ней.
В исследовании, опубликованном в журнале Computers & Operations Research, аспирант Университета Конкордия Амирхоссейн Аббасзаде и доцент Хоссейн Хашеми Дулаби предлагают более быстрый, эффективный и надёжный способ доставки донорской крови в городах.
В системе задействованы дроны и «кровомобили» — транспортные средства (автобусы, грузовики), специально оборудованные для перевозки донорского материала.
Умная логистика
Исследователи разработали структуру, которая позволяет оптимизировать маршруты доставки и координировать перемещение транспорта для сохранения свежести собранной крови.
В основе лежит интеллектуальная логистическая система, в которой кровомобили перемещаются между несколькими пунктами сбора, а дроны курсируют между ними и центральным центром крови. Этот метод устраняет задержки, вызванные дорожным движением, и гарантирует быструю доставку только что взятого материала для переработки на компоненты. Например, на тромбоциты, которые необходимо отделить в течение шести часов.
Исследователи разработали модель частично-целочисленного линейного программирования, которая синхронизирует маршруты, графики и действия по сбору крови как кровомобилями, так и дронами.
Эта задача по оптимизации требует больших вычислительных затрат, поэтому команда также разработала алгоритм на основе «скользящего горизонта». Этот тип алгоритма разбивает задачу на последовательные и более мелкие, поэтому ими удобнее управлять.
В отличие от предыдущих исследований, где кровомобили и дроны рассматривались как отдельные системы, в этой структуре их работа совмещается. Беспилотники могут курсировать между кровомобилями, что обеспечивает более гибкую координацию между несколькими пунктами сбора крови.
Модель учитывает время, прошедшее с момента сдачи, как ключевой фактор оптимизации.
Тестирование модели
Исследователи использовали Квебек (город в Канаде) в качестве реального примера для тестирования своей модели. Они определили 13 потенциальных пунктов сбора крови, оценили количество потенциальных доноров в каждом пункте и рассчитали расстояние до ближайшего центра.
«Мы использовали Google Maps для расчёта расстояния по дороге и кратчайшего маршрута полёта, так как дронам не нужны дороги», — уточнил Аббасзаде.
Исследователи провели несколько тестов и использовали разные типы беспилотников. При этом учитывались следующие параметры:
- грузоподъёмность,
- ёмкость аккумулятора,
- скорость движения.
Сравнение показало, что совместное использование дронов и кровомобилей значительно сокращает время перевозки крови. Этот комбинированный подход не только ускоряет доставку, но и лучше обеспечивает свежесть материала.
Авторы уверены: исследование доказывает эффективность дронов в логистике в системе здравоохранения и открывает новые возможности для оптимизации срочных процедур, в том числе в системе сбора крови. Этот подход можно адаптировать к другим ситуациям гуманитарной или медицинской доставки, где скорость, координация и свежесть материала имеют ключевое значение.
Автор Анна Ширбанова