您的数据有多新鲜？对于搜索灾区的无人机或检查建筑物的机器人，使用最新数据是定位幸存者或报告潜在危险是关键。

但是，当多个机器人同时通过无线网络传递时间敏感信息时，数据流量就会随之而来。通过的任何信息都太过陈旧，不能被视为有用的实时报告。

现在，麻省理工学院的工程师们或许有了解决方案。他们开发了一种方法来定制任何无线网络，以处理来自多个来源的大量时间敏感数据。他们的新方法称为WiSwarm（用于无人机协作团队的基于信息时代的无线网络），配置无线网络以控制来自多个来源的信息流，同时确保网络中继最新数据。

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该团队使用他们的方法来调整传统的Wi-Fi路由器，并表明定制的网络可以像高效的交通警察一样工作，能够优先处理和中继最新数据，以保持多架车辆跟踪无人机执行任务。

该团队将于5月在IEEE国际计算机通信会议(INFOCOM)上展示的方法为多个机器人提供了一种通过可用Wi-Fi网络进行通信的实用方法，因此它们不必携带笨重且昂贵的通信和处理板载硬件。

最后排队

该团队的方法偏离了机器人设计用于通信数据的典型方式。

“在大多数标准网络协议中发生的是先到先得的方法，”麻省理工学院的作者Vishrant Tripathi说。“一个视频帧进来，你处理它。

另一个进来，你处理它。但是如果你的任务是时间敏感的，比如试图检测移动物体的位置，那么所有旧的视频帧都是无用的。你想要的是最新的视频帧。”

理论上，“后进先出”的替代方法可以帮助保持数据最新。这个概念类似于在主菜刚下线时一个一个地摆出来。如果你想要最新鲜的盘子，你会想要最后一个加入队列的。如果您关心的是“信息时代”或最新数据，那么数据也是如此。

“信息年龄是一种新的信息新鲜度指标，它从应用程序的角度考虑延迟，”信息和决策系统实验室(LIDS)的Eytan Modiano 说。“例如，信息的新鲜度对于依赖各种传感器输入的自动驾驶汽车来说很重要。测量与障碍物的接近程度以避免碰撞的传感器需要比测量燃料水平的传感器更新鲜的信息。”

该团队希望通过为多个机器人在时间敏感任务上协同工作的“后进先出”协议来优先考虑信息年龄。他们的目标是通过传统的无线网络实现这一点，因为Wi-Fi无处不在，不需要笨重的机载通信硬件即可访问。

然而，无线网络有一个很大的缺点：它们本质上是分布式的，不会优先从任何一个来源接收数据。当多个源同时发送数据时，无线通道可能会很快堵塞。即使使用“后进先出”协议，也会发生数据冲突。在时间敏感的练习中，系统会崩溃。

数据优先

作为一种解决方案，该团队开发了WiSwarm——一种可以在集中式计算机上运行并与任何无线网络配对以管理多个数据流并优先处理最新数据的调度算法。

该算法不是试图在每时每刻都从每个源接收每个数据包，而是确定网络中的哪个源接下来应该发送数据。然后，该来源（无人机或机器人）将遵循“后进先出”协议，通过无线网络将最新的数据发送到中央处理器。

该算法通过评估三个参数来确定下一个应该中继数据的来源：无人机的总体重量或优先级（例如，跟踪快速车辆的无人机可能需要更频繁地更新，因此比无人机跟踪具有更高的优先级较慢的车辆）；无人机的信息年龄，或无人机发送更新后的时间；以及无人机的信道可靠性，或成功传输数据的可能性。

通过在任何给定时间为每架无人机乘以这三个参数，该算法可以安排无人机通过无线网络一次报告更新，而不会阻塞系统，并以一种为成功执行一次提供最新数据的方式-敏感任务。

该团队使用多架移动跟踪无人机测试了他们的算法。他们为飞行无人机配备了一个小型摄像头和一个基本的支持Wi-Fi的计算机芯片，用于连续将图像传输到中央计算机，而不是使用笨重的机载计算系统。他们对无人机进行了编程，让它飞过并跟随在地面上随机移动的小型车辆。

当团队将网络与其算法配对时，计算机能够从最相关的无人机接收到最新的图像，然后用这些图像将命令发回无人机，让它们保持在车辆的轨道上。

当研究人员用两架无人机进行实验时，与两架无人机单独使用 Wi-Fi进行相同实验相比，该方法能够中继两倍新鲜的数据，从而使跟踪效果好六倍。

当他们将系统扩展到五架无人机和五辆地面车辆时，仅靠Wi-Fi 无法容纳更大的数据流量，无人机很快就失去了对地面车辆的追踪。借助WiSwarm，网络得到了更好的装备，并使所有无人机能够继续跟踪各自的车辆。

在不久的将来，廉价而灵活的无人机可以协同工作并通过无线网络进行通信，以完成检查建筑物、农田、风能和太阳能农场等任务。在更远的未来，他认为这种方法对于管理整个智慧城市的数据流至关重要。

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