Спасибо, что вы с нами!

Строй роботов научился обходить движущиеся препятствия

Группа исследователей из Массачусетского технологического института разработала эффективный алгоритм, позволяющий группе роботов согласованно огибать движущиеся препятствия, сохраняя строй. Алгоритм показал свою эффективность при испытаниях на группе мини-вертолетов и сейчас тестируется на группе колесных роботов.
Комментарии
...
Алгоритмы управления группами роботов можно принципиально разделить на две группы: централизованные и децентрализованные. В первом случае действиями всех элементов системы распоряжается один компьютер, а во втором — каждый робот решает сам за себя, отчасти «предугадывая» действия остальных. Хотя централизованные алгоритмы в целом весьма эффективны, в случае неисправности главного компьютера возникают проблемы. Чтобы их избежать, группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) усовершенствовала децентрализованный алгоритм, сделав его быстрее и надежнее. О результатах своей работы ученые расскажут на Международной конференции по робототехнике и автоматизации в мае, с деталями их исследования можно ознакомиться на сайте MIT.

Увеличить эффективность классического децентрализованного подхода удалось, сократив обмен информацией между элементами системы. Вместо того чтобы передавать информацию всем остальным узлам, а затем принимать совместное решение, отдельно взятый робот составляет собственную карту препятствий, выбирает оптимальную для себя траекторию и передает карту только ближайшим соседям. «Сосед» совмещает собственную карту с полученной, перерассчитывает траекторию и передает дальше.

Используемые роботами карты при этом имеют не три, а четыре измерения, то есть плюс к пространственному учитывают временное положение объектов. Такой подход позволяет им огибать движущиеся препятствия. При этом делается некоторое огрубление: составляя очередную карту, робот считает, что каждый объект движется с постоянной скоростью. В реальности это условия, как правило, не выполняется, но эта неточность компенсируется достаточно быстрым перерасчетом карт — по несколько раз в секунду.

Эксперименты по применению нового алгоритма для группы мини-вертолетов показали, что он работает не хуже существуют централизованных. Роботы одновременно справлялись и с глобальной целью — огибанием движущихся препятствий, и с локальной — поддержанием предпочитаемого строя (квадрата на фиксированной высоте). В большинстве случаев дронам удавалось сохранить строй, хотя расстояния между членами группы и угол наклона могли меняться. Кроме того, периодически у роботов не оставалось выбора — только обойти препятствие гуськом или разбиться на пары, в которых каждый летит на своей высоте.

Ученые также проводят аналогичные эксперименты с группами колесных роботов, задача которых — перенести что-то совместными усилиями через комнату, по которой перемещаются люди. По словам исследователей, это моделирует среду, в которой люди и роботы работают бок о бок. Подробнее о том, как вообще можно справиться с группировкой роботов, смотрите в видеоматериале «Чердака».
Комментарии
...