Les drones autonomes sont de plus en plus utilisés dans le domaine de la logistique. Une étude menée par des chercheurs de l’université des Sciences et Technologies de Shanghai examine comment ces dispositifs peuvent interagir avec un environnement numérique en exploitant des technologies avancées. Trois éléments sont au cœur de cette approche : un apprentissage par renforcement pour améliorer l’adaptation des drones, un système de communication sémantique pour réduire les coûts de transmission de données et l’utilisation de la blockchain afin de sécuriser les transactions.
Amélioration de l’adaptation des drones par l’apprentissage quantique
L’un des principaux défis de la logistique par drone réside dans l’adaptation aux environnements changeants. L’étude propose un modèle d’apprentissage par renforcement permettant aux drones d’améliorer leur prise de décision en fonction des conditions rencontrées. En utilisant la parallélisation des calculs quantiques, cette approche accélère la convergence des algorithmes et permet aux drones de s’adapter plus rapidement.
Les résultats en simulation montrent une amélioration d’environ 35 % de la capacité d’adaptation des drones. Grâce à cette méthode, les drones sont capables de synchroniser leurs données avec un environnement numérique en temps réel, garantissant ainsi un suivi plus précis des opérations logistiques.
Cadre de virtualisation des ressources logistiques • Kechong Ren et al.
Réduction des coûts de transmission avec la communication sémantique
L’étude propose une approche de communication sémantique permettant d’optimiser le volume de données échangé entre les drones et les stations de base. Plutôt que de transmettre des images complètes, les drones extraient des informations pertinentes sous forme de représentations sémantiques, réduisant ainsi la charge sur les réseaux de communication.
L’utilisation de la blockchain vise elle à assurer la traçabilité et l’intégrité des données échangées. L’étude met en place un protocole d’authentification basé sur la cryptographie par courbe elliptique, qui permet de sécuriser les interactions entre les drones et les utilisateurs sans nécessiter une puissance de calcul excessive.
Les résultats expérimentaux indiquent que l’introduction de la blockchain stabilise le débit transactionnel. Un mécanisme de consensus combinant preuve de travail et preuve de communication est utilisé pour limiter les délais de validation, garantissant ainsi un équilibre entre sécurité et efficacité opérationnelle.
Évaluation des performances et perspectives
Les simulations réalisées dans cette étude indiquent que l’intégration de ces trois technologies apporte des gains d’efficacité dans un contexte logistique. L’apprentissage quantique permet aux drones de mieux s’adapter aux environnements virtuels et physiques, la communication sémantique optimise les échanges d’informations et la blockchain assure la fiabilité des transactions.
Les résultats montrent une scalabilité de cette approche, notamment dans des situations nécessitant une coordination précise des opérations logistiques. Ces avancées pourraient être appliquées à différents secteurs impliquant des interactions entre le monde physique et les environnements numériques.
Pour en savoir plus :
- Kechong Ren et al., Research on environment perception and behavior prediction of intelligent UAV based on semantic communication, Arxiv, 2025