A game theoretical framework for the evaluation of unmanned aircraft systems airspace integration concepts

İnsansız Hava Araçları'nı (İHA), ulusal hava sistemi'ne entegre etmenin sonuçlarını tahmin etmek zordur. Bu nedenle İHA'nın, ulusal hava sistemi'ne entegre edilmeden önce simülasyon çalışmaları yapılması gerekmektedir. Bu tez, insanlı ve insansız hava araçlarının bir arada bulunduğu senaryolarda, entegrasyon konusunu değerlendirmek için oyun teorisi metodunu kullanarak 2D ve 3D simülasyon çerçevelerini sağlamaya odaklanmaktadır. Literatürdeki temel boşluk, insanlı ve insansız hava araçlar arasındaki etkileşim modellerinin yetersiz olması üzerinedir: a) pilot davranışının önceden bilindiği varsayılmıştır ve b) pilot reaksiyonları ve karar alma sürecleri görmezden gelinmiştir. Bu boşluğu doldurmak için, insan pilot davranışının seviye-k düşünme (level-k reasoning) kavramı ve takviye öğrenme (reinforcement learning) metodu kullanılarak modellenen bir modelleme çerçevesi önerilerek yapılan bu çalışmayla alana katkıda bulunma amaçlanmıştır. Seviye-k düşünme kavramı, oyun teorisinde bir kavramdır ve insanların çeşitli karar verme düzeylerine sahip olduğu varsayımına dayanır. Takviye öğrenme, insan öğreniminde kök salmış bir matematiksel öğrenme yöntemidir. Bu çalışmada, 2D ve 3D manevralarıyla pilotların zamanla genişletilmiş kararlarını modellemek için klasik ve yaklaşık takviye öğrenme (Nural Fitted Q Iteration) yöntemleri kullanılır. İHA entegrasyon analizi, insanlı uçakların varlığında örnek senaryolar; algı ve önleme algoritmaları ile donatılmış tam özerk IHA kullanılarak yapılır.