נושא הפרוייקט

מספר פרוייקט מחלקה שמות סטודנטים אימייל שמות מנחים

AirBay: פלטפורמת מסחר בשטחים מבוססת Blockchain למטרת ניהול תעבורת רחפנים

AirBay: Blockchain-based airspace trading platform for Unmanned Aerial Vehicles Traffic Management

תקציר בעיברית

בשנים האחרונות מספר הרחפנים בשמיים נמצא בעלייה. בעוד מספר שנים, הצפי הוא שהשמיים העירוניים יהיו עמוסות בתנועת רחפנים. אנחנו רוצים למנוע התנגשויות בין רחפנים – זה גורם לנזק כלכלי ועלול גם לגרום לנזק פיזי. יש כמה בעלי עניין בניהול תנועת רחפנים ובחירת מסלולי טיסה לרחפנים. לדוגמה, חברות ביטוח יעדיפו שלקוחות שלהם יקחו מסלולי טיסה בהם הסיכון נמוך יותר להתקל בדברים לא צפויים (כמו לדוגמה ציפורים), הצבא יעדיף אם איזורים אוויריים מסוימים ישארו פנויים למטרות חירום, אנשים יעדיפו שהשטח האווירי מעל הבית שלהם לא יהפוך לאיזור טיסה עמוס ברחפנים וכדומה. לא ברור איזה גורם אמור להיות הגורם המרכזי שאחראי על ניהול התעבורה הזו, ולכן אנחנו מציעים לפתור את הבעיה הזו ללא גורם מרכזי – באופן מבוזר.
במחקר שלנו, אנחנו מציגים את פלטפורמת AirBay – פלטפורמה מבוססת טכנולוגיית Blockchain, המאפשרת סחר בשטחים אוויריים בין בעלי רחפנים שונים, בצורה מבוזרת, גלויה, בטוחה וללא התנגשויות עם רחפנים אחרים. אנחנו מציגים את הרעיון של להשתמש באוסף צורות קמורות (convex polytopes) 4-מימדיות (זמן ומקום) בשביל לייצג מסלול טיסה של רחפן. אנחנו מגדירים את הטרנזקציות שיעברו ב-Blockchain, בהשראת מודל ה-Unspent Transaction Outputs (UTXO) של Bitcoin, ומציגים את אלגוריתם הוידוא שטרנזקציות צריכות לעבור כדי להיות חוקיות, בצורה שתאפשר לנו מניעת התנגשויות בין רחפנים, ומניעה של יצירת שטח "יש מאין" ולסחור בו. אנחנו מראים תוצאות ראשוניות על הביצועים של המערכת, ומראים שיפורים אפשריים וכיוונים עתידיים.

תקציר באנגלית

The presence of unmanned aerial vehicles (UAVs), also known as drones, increased in the past years. In several years the urban skies are expected to be filled with massive UAV traffic. Collisions between UAVs must be prevented since collisions will cause financial damage and endanger people. There are various stakeholders which are involved in UAV traffic management and flight paths of UAVs. For example, insurance companies may prefer that their clients take flight paths in which they are less likely to collide with unexpected objects (birds, etc.), the military might prefer if certain airspaces were reserved for emergency uses, people would prefer if the airspace above their building will not be a populated flight zone, etc. It is unclear which authority should be the central authority responsible for the traffic management, so we suggest solving this problem in a decentralized manner.
In our research, we will introduce AirBay – a blockchain-based platform which allows for trading airspace among various UAV operators, in a decentralized, transparent, secure and collision safe manner. We present the idea of using a collection of 4-dimensional (time and space) convex polytopes to represent a UAV’s flight path. We define the blockchain transactions, based on Bitcoin’s Unspent Transaction Outputs (UTXO) model, and the validation algorithm a transaction must go through to ensure collision safety, and prevent unowned airspace to be traded. We show initial benchmarking results for this platform and discuss possible improvements and changes.