Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів
Запропоновано стратегію використання цифрового двійника (ЦД) у задачах автономної навігації для роїв безпілотних літальних апаратів (БПЛА), керованих штучним інтелектом. За відсутності стабільного зв'язку з наземним центром управління, ефективна робота рою дронів можлива завдяки розподілу функц...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2025 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216315 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів / Н.Д. Панкратова, В.А. Панкратов, І.М. Голінко // Доповіді Національної академії наук України. — 2025. — № 6. — С. 23-34. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862532648027553792 |
|---|---|
| author | Панкратова, Н.Д. Панкратов, В.А. Голінко, І.М. |
| author_facet | Панкратова, Н.Д. Панкратов, В.А. Голінко, І.М. |
| citation_txt | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів / Н.Д. Панкратова, В.А. Панкратов, І.М. Голінко // Доповіді Національної академії наук України. — 2025. — № 6. — С. 23-34. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Запропоновано стратегію використання цифрового двійника (ЦД) у задачах автономної навігації для роїв безпілотних літальних апаратів (БПЛА), керованих штучним інтелектом. За відсутності стабільного зв'язку з наземним центром управління, ефективна робота рою дронів можлива завдяки розподілу функцій цифрового двійника між наземною станцією та бортовими агентами ШІ БПЛА. У структурі автономної платформи штучного інтелекту для рою безпілотних літальних апаратів модуль ЦД виконує асинхронну, але стратегічно важливу функцію. Його основна роль полягає в підготовці, аналізі та оновленні стратегій поведінки, коли апарати не виконують бойові завдання. Після завершення місії або на контрольних пунктах евакуації інформація передається на наземний ЦД. Це дозволяє проводити поглиблений аналіз, перенавчання моделей та оновлення знань, що використовуються в наступних місіях. Під час польоту дрони працюють повністю автономно, використовуючи лише локальні датчики, когнітивне ядро та адаптивні алгоритми, і, де це можливо, обмінюються даними з наземною станцією. Модуль інтерфейсу БПЛА відповідає за буферизацію даних, доступ до найновіших стратегій, моделювання часткових сценаріїв та асинхронні оновлення, коли дозволяють умови. Його присутність у структурі забезпечує автономну взаємодію з наземним двійником та локальною підтримкою без порушення децентралізованого принципу управління роєм. Метою цієї роботи є розробка стратегії використання цифрового двійника в децентралізованому середовищі управління роєм БПЛА, де наземна інфраструктура виконує функції стратегічного моделювання, навчання та аналізу, а бортові агенти штучного інтелекту забезпечують локальну адаптацію, діагностику, реконструкцію середовища та когнітивний контроль поведінки дронів. Представлено практичний сценарій використання цифрових двійників у ройових системах БПЛА, що демонструє їхню роль як стратегічного ядра системи управління.
A strategy for using a digital twin (DT) in the tasks of autonomous navigation tasks for swarms of unmanned aerial vehicles (UAVs) controlled by artificial intelligence is proposed. In the absence of stable communication with the ground control center, effective operation of the drone swarm is possible thanks to the distribution of digital twin functions between the ground station and the UAV’s onboard AI agents. Within the structure of the autonomous artificial intelligence platform for a swarm of unmanned aerial vehicles, the DT module performs an asynchronous but strategically important function. Its main role is to prepare, analyze, and update behavioral strategies when the vehicles are not performing combat missions. At the end of the mission or at evacuation checkpoints, the information is transmitted to the ground DT. This allows for in-depth analysis, retraining of models, and updating of knowledge used in subsequent missions. During flight, the drones operate completely autonomously, using only local sensors, a cognitive core, and adaptive algorithms, and, where possible, exchange data with the ground station. The UAV interface module is responsible for data buffering, access to the latest strategies, partial scenario modeling, and asynchronous updates when conditions allow. Its presence in the structure ensures autonomous interaction with the ground twin and local support without violating the decentralized principle of swarm control. The purpose of this paper is to develop a strategy for using a digital twin in a decentralized UAV swarm control environment, where the ground infrastructure performs strategic modeling, training, and analysis functions, and onboard AI agents provide local adaptation, diagnostics, environment reconstruction, and cognitive control of drone behavior. A practical scenario for using digital twins in swarm UAV systems is presented, demonstrating their role as the strategic core of the control system.
|
| first_indexed | 2026-04-15T10:39:09Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-216315 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-15T10:39:09Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Панкратова, Н.Д. Панкратов, В.А. Голінко, І.М. 2026-04-13T14:37:29Z 2025 Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів / Н.Д. Панкратова, В.А. Панкратов, І.М. Голінко // Доповіді Національної академії наук України. — 2025. — № 6. — С. 23-34. — Бібліогр.: 20 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216315 004.8:681.518:629.7.052 https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.06.023 Запропоновано стратегію використання цифрового двійника (ЦД) у задачах автономної навігації для роїв безпілотних літальних апаратів (БПЛА), керованих штучним інтелектом. За відсутності стабільного зв'язку з наземним центром управління, ефективна робота рою дронів можлива завдяки розподілу функцій цифрового двійника між наземною станцією та бортовими агентами ШІ БПЛА. У структурі автономної платформи штучного інтелекту для рою безпілотних літальних апаратів модуль ЦД виконує асинхронну, але стратегічно важливу функцію. Його основна роль полягає в підготовці, аналізі та оновленні стратегій поведінки, коли апарати не виконують бойові завдання. Після завершення місії або на контрольних пунктах евакуації інформація передається на наземний ЦД. Це дозволяє проводити поглиблений аналіз, перенавчання моделей та оновлення знань, що використовуються в наступних місіях. Під час польоту дрони працюють повністю автономно, використовуючи лише локальні датчики, когнітивне ядро та адаптивні алгоритми, і, де це можливо, обмінюються даними з наземною станцією. Модуль інтерфейсу БПЛА відповідає за буферизацію даних, доступ до найновіших стратегій, моделювання часткових сценаріїв та асинхронні оновлення, коли дозволяють умови. Його присутність у структурі забезпечує автономну взаємодію з наземним двійником та локальною підтримкою без порушення децентралізованого принципу управління роєм. Метою цієї роботи є розробка стратегії використання цифрового двійника в децентралізованому середовищі управління роєм БПЛА, де наземна інфраструктура виконує функції стратегічного моделювання, навчання та аналізу, а бортові агенти штучного інтелекту забезпечують локальну адаптацію, діагностику, реконструкцію середовища та когнітивний контроль поведінки дронів. Представлено практичний сценарій використання цифрових двійників у ройових системах БПЛА, що демонструє їхню роль як стратегічного ядра системи управління. A strategy for using a digital twin (DT) in the tasks of autonomous navigation tasks for swarms of unmanned aerial vehicles (UAVs) controlled by artificial intelligence is proposed. In the absence of stable communication with the ground control center, effective operation of the drone swarm is possible thanks to the distribution of digital twin functions between the ground station and the UAV’s onboard AI agents. Within the structure of the autonomous artificial intelligence platform for a swarm of unmanned aerial vehicles, the DT module performs an asynchronous but strategically important function. Its main role is to prepare, analyze, and update behavioral strategies when the vehicles are not performing combat missions. At the end of the mission or at evacuation checkpoints, the information is transmitted to the ground DT. This allows for in-depth analysis, retraining of models, and updating of knowledge used in subsequent missions. During flight, the drones operate completely autonomously, using only local sensors, a cognitive core, and adaptive algorithms, and, where possible, exchange data with the ground station. The UAV interface module is responsible for data buffering, access to the latest strategies, partial scenario modeling, and asynchronous updates when conditions allow. Its presence in the structure ensures autonomous interaction with the ground twin and local support without violating the decentralized principle of swarm control. The purpose of this paper is to develop a strategy for using a digital twin in a decentralized UAV swarm control environment, where the ground infrastructure performs strategic modeling, training, and analysis functions, and onboard AI agents provide local adaptation, diagnostics, environment reconstruction, and cognitive control of drone behavior. A practical scenario for using digital twins in swarm UAV systems is presented, demonstrating their role as the strategic core of the control system. Результати дослідження частково підтримано Національним фондом досліджень України, грант № 2025.06/0022 «AI платформа з когнітивними сервісами для координованої автономної навігації розподілених систем, що складаються з великої кількості об’єктів», в межах конкурсу «Наука для зміцнення обороноздатності і національної безпеки України». uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Інформатика та кібернетика Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів Strategy for using digital twin in conditions of UAV swarm decentralized control Article published earlier |
| spellingShingle | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів Панкратова, Н.Д. Панкратов, В.А. Голінко, І.М. Інформатика та кібернетика |
| title | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів |
| title_alt | Strategy for using digital twin in conditions of UAV swarm decentralized control |
| title_full | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів |
| title_fullStr | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів |
| title_full_unstemmed | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів |
| title_short | Стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів |
| title_sort | стратегія застосування цифрового двійника за умов децентралізованого керування роєм безпілотних літальних апаратів |
| topic | Інформатика та кібернетика |
| topic_facet | Інформатика та кібернетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216315 |
| work_keys_str_mv | AT pankratovand strategíâzastosuvannâcifrovogodvíinikazaumovdecentralízovanogokeruvannâroêmbezpílotnihlítalʹnihaparatív AT pankratovva strategíâzastosuvannâcifrovogodvíinikazaumovdecentralízovanogokeruvannâroêmbezpílotnihlítalʹnihaparatív AT golínkoím strategíâzastosuvannâcifrovogodvíinikazaumovdecentralízovanogokeruvannâroêmbezpílotnihlítalʹnihaparatív AT pankratovand strategyforusingdigitaltwininconditionsofuavswarmdecentralizedcontrol AT pankratovva strategyforusingdigitaltwininconditionsofuavswarmdecentralizedcontrol AT golínkoím strategyforusingdigitaltwininconditionsofuavswarmdecentralizedcontrol |