Who Pays for the Drones? A Two-Part Market for Multi-Provider UAV Edge Computin

Immaginate un mondo in cui il pesante lavoro di internet non avviene in lontani centri dati, ma su piccole macchine volanti che fluttuano proprio sopra le nostre teste. Questi veicoli aerei non pilotati, o droni, possono trasportare computer potenti in luoghi affollati come gli stadi o le zone colpite da disastri, dove le torri terrestri sono sovraccariche o inesistenti. Essi portano la potenza di calcolo direttamente alle persone che ne hanno bisogno, permettendo l'analisi video istantanea, i media interattivi e altre attività che non possono aspettare che un segnale viaggi per miglia fino a un server e torni indietro. Tuttavia, esiste un ostinato problema economico con questa visione: un drone consuma carburante e usura i suoi componenti semplicemente per stare in aria, indipendentemente dal fatto che stia effettivamente svolgendo un lavoro. Questo costo è continuo e inevitabile. Se un drone fluttua per un'ora, costa denaro per tutta quell'ora, anche se rimane inattivo per cinquantanove minuti.

Questa realtà crea un difficile enigma per chiunque cerchi di costruire un mercato in cui più aziende vendono servizi di calcolo tramite droni. Se un'azienda addebita agli utenti solo i compiti specifici che il drone completa, il prezzo deve essere incredibilmente basso per attirare i clienti. Ma se il prezzo è troppo basso, non può coprire l'enorme bolletta per mantenere il drone in volo. L'azienda perderebbe soldi su ogni volo. Al contrario, se l'azienda alza il prezzo per coprire il tempo di volo, il costo diventa così alto che la maggior parte degli utenti semplicemente si rifiuterebbe di pagare, lasciando il drone a volare inutilmente. La questione centrale diventa: chi paga perché il drone sia lì e come si può progettare un sistema equo in modo che i fornitori rimangano in attività senza escludere dal mercato le persone che servono?

Un ricercatore dell'Università Americana del Medio Oriente ha affrontato esattamente questo dilemma progettando e testando un nuovo modo per gestire il mercato del calcolo tramite droni. Non ha solo proposto una teoria; ha costruito una sofisticata simulazione informatica che imita un ambiente del mondo reale con migliaia di utenti, molteplici aziende di droni in competizione e le realtà fisiche del volo, come i limiti della batteria e le interferenze del segnale. Nel suo mondo virtuale, ha osservato come diverse regole di prezzo si siano evolute nel corso di migliaia di ore simulate, osservando chi guadagnava, chi perdeva e quanti compiti venivano completati in tempo.

Il ricercatore ha prima dimosto che l'approccio intuitivo — addebitare agli utenti solo i lavori specifici che i droni eseguono — semplicemente non funziona quando più fornitori competono tra loro. In un mercato competitivo, i prezzi vengono spinti verso il basso fino al costo minimo per svolgere il lavoro, che è solo l'elettricità per far funzionare il chip del computer. Questo "costo marginale" è minuscolo. Quando il ricercatore ha eseguito le simulazioni con venti droni, questo approccio ha causato ai fornitori perdite fino a 243 dollari l'ora. I droni stavano volando, ma le entrate dai compiti che completavano non erano affatto sufficienti per pagare il carburante e l'usura per mantenerli in cielo. Se i fornitori avessero cercato di aggiungere il costo del volo al prezzo di ogni compito, il prezzo sarebbe salito alle stelle, causando la cancellazione delle richieste da parte degli utenti, e i droni avrebbero comunque perso denaro perché avrebbero volato con posti vuoti.

Per risolvere questo, il ricercatore ha proposto un sistema in due parti che separa il costo dell'essere pronti dal costo del fare il lavoro. Pensate a un locale per concerti: la band viene pagata una quota solo per presentarsi ed essere pronta a suonare, e poi potrebbe avere una parte della vendita dei biglietti. In questo nuovo design di mercato, la prima parte è un "mercato della capacità". Prima che inizino i compiti della giornata, la piattaforma paga le aziende di droni una quota solo per mantenere le loro macchine disponibili in posizioni specifiche. Questo pagamento è determinato da un'asta speciale in cui le aziende offrono quanto costa loro mantenere un drone in volo. La piattaforma accetta le offerte più efficienti e le paga a un prezzo equo basato su quanto avrebbe chiesto la seconda azienda più efficiente. Ciò assicura che le aziende siano compensate per il tempo di volo stesso, indipendentemente da quanti compiti effettivamente ricevano.

La seconda parte del sistema è l'"asta dei compiti". Una volta che i droni sono stati pagati per essere lì, competono per i singoli lavori. Poiché i loro costi di volo sono già coperti, possono offrire prezzi molto bassi — appena sufficienti a coprire l'elettricità per il calcolo specifico. Ciò consente al sistema di accettare molti più compiti, inclusi quelli meno preziosi ma ancora importanti. Il ricercatore ha scoperto che questo approccio in due parti ha mantenuto i fornitori di droni profittevoli in ogni dimensione di flotta testata, da pochi droni a una flotta di venti. Nelle sue simulazioni, questo sistema ha generato tra gli 113 e i 215 dollari in più di valore totale all'ora rispetto al metodo tradizionale di cercare di coprire tutti i costi attraverso i prezzi dei compiti.

Fondamentalmente, lo studio ha dimostrato che questo sistema è robusto. Nel mondo reale, nessuno sa esattamente quanti droni saranno necessari in un dato giorno. Il ricercatore ha testato cosa accadeva quando il numero di droni offerti variava enormamente. Il sistema in due parti si adattava con grazia; se venivano offerti troppi droni, il mercato della capacità pagava semplicemente per quelli che erano veramente necessari e lasciava che gli altri restassero a terra. Se venivano offerti troppo pochi, il sistema funzionava comunque, solo con meno risorse. Al contrario, i metodi di prezzo tradizionali lasciavano i fornitori con perdite massicce o non riuscivano a servire gli utenti che avevano più bisogno del servizio.

Il ricercatore ha anche scoperto che, affinché questo sistema funzioni, i soldi per i "pagamenti di capacità" devono provenire da qualche parte. Le simulazioni hanno mostrato che se gli utenti stessi dovessero pagare una quota solo per avere i droni disponibili, potrebbero finire per pagare più di quanto il servizio valga per loro, rimanendo peggio di quanto sarebbero se i droni non ci fossero affatto. Ciò suggerisce che, affinché un sistema simile sia davvero sostenibile, una terza parte — come il proprietario di uno stadio, un governo cittadino o uno sponsor del servizio — potrebbe dover finanziare la disponibilità dei droni, trattandoli come un servizio pubblico o una necessaria infrastruttura.

Lo studio ha anche affrontato il tema dell'onestà. In qualsiasi mercato, le aziende potrebbero essere tentate di rappresentare erroneamente i propri costi per ottenere un affare migliore. Il ricercatore ha progettato le regole di pagamento in modo che dire la verità sia sempre la strategia migliore per le aziende di droni. Se un'azienda prova a gonfiare i propri costi per ottenere un pagamento più alto, le regole del sistema assicurano che guadagni effettivamente meno. Questa proprietà di "offerta veritiera" è stata confermata da migliaia di simulazioni, in cui un'azienda che cercava di rappresentare erroneamente i propri costi perdeva costantemente denaro rispetto a una che riportava semplicemente i propri costi reali.

In definitiva, l'articolo conclude che, sebbene i droni possano portare un'incredibile potenza di calcolo nei luoghi che ne hanno più bisogno, l'economia del volo richiede un tipo di pensiero diverso. Non puoi pagare un biglietto aereo caricando ogni singolo passo che il passeggero compie; devi pagare per il volo stesso. Separando il costo della disponibilità dal costo del lavoro, il ricercatore ha trovato una via in cui i fornitori di droni possono rimanere in attività, gli utenti possono ottenere un calcolo veloce ed economico, e il sistema rimane equo ed efficiente anche quando il numero di droni cambia. La soluzione non è un correttivo perfetto e magico che rende tutto gratuito, ma un quadro pratico e testato che riconosce i costi reali del volo e costruisce un mercato in grado di sostenerli.