EngNews
Логин: 
Пароль: 
 
ГЛАВНАЯ
СОБЫТИЯ
ОТПРАВИТЬ НОВОСТЬ
КОНТАКТЫ
регистрация / забыл пароль
Главная / Новый алгоритм, позволяющий группе роботов избегать препятствий
22.04.2016
Новый алгоритм, позволяющий группе роботов избегать препятствийАлгоритмы, управляющие эскадроном роботов, бывают двух видом. Первые – централизованные алгоритмы, в этом случае один-единственный компьютер принимает все решения за всю команду. Во втором случае алгоритмы используются децентрализованные: каждый отдельный робот принимает собственное решение, основываясь на своих наблюдениях.
При использовании централизованного алгоритма, в случае, если компьютер отключается от сети, перестает работать вся система. Децентрализованные алгоритмы лучше справляются с проблемой ненадежного соединения, однако, создать их сложнее, потому что каждый отдельный робот, по суди, строит догадки по поводу того, что же он должен делать. Большинство исследований, касающихся децентрализованных алгоритмов, фокусируются на том, чтобы помочь роботам принимать более адекватные решения. Над проблемой того, как же роботам избегать препятствий, ведется очень мало работы.
На Национальной конференции по робототехнике и автоматике, которая пройдет в мае в США, исследователи Массачусетского Технологического Университета представят новый децентрализованный планирующий алгоритм для команд роботов, при помощи которого последние будут справляться не только со стационарными, но и с движущимися объектами. Алгоритм требует также гораздо меньшей пропускной способности, чем все существующие децентрализованные алгоритмы, при этом обещает высокую гарантию того, что роботы справятся с препятствиями.
Во время симуляции, в ходе которой использовались эскадрильи мини-вертолетов, децентрализованный алгоритм создал точно такой же план полета, что и централизованная версия. Дроны сохраняли заданную формацию – квадрат – а также, фиксированную высоту, хотя, для того, чтобы подстраиваться к препятствиям, выстроенный из дронов квадрат вращался, а дистанция между отдельными аппаратами менялась. Однако, в основном, дроны летели согласованно, или самостоятельно образовывали формации, в которых пары вертолетов летели на разных высотах.
«Мы получили впечатляющие результаты. Нам удалось добиться разных целей одновременно», говорит Даниела Рас, профессор департамента электрической инженерии и компьютерной науки Массачусетского Технологического Университета, а также директор Лаборатории компьютерной науки и искусственного интеллекта, где и был создан алгоритм. «Наша группа роботов имеет местную цель – сохранять формацию, и глобальную цель – направление полета и траекторию, которую нужно выбрать, чтобы добраться до места назначения. Если вы выпустите их в мир, полно стационарных, а также неожиданно движущихся объектов, у вас будет гарантия того, что и местное, и глобальное задание будет выполняться. Роботам придется отклоняться, но эти отклонения будут минимальными».
Даниела Рас вместе с Хавьером Алонсо-Мора, аспирантом из ее команды, является автором статьи об исследовании. Мак Швагер, профессор воздухоплавания и аэронавтики Стэндфордского Университета, также работал с Даниелой Рас, а, коме него, Эдуардо Монтиджано, профессор Центрального Университета де ла Дефенса в Сарагосе, Испания.
В традиционных децентрализованных планирующих алгоритмах каждый отдельный робот способен передавать свои наблюдения об окружающей обстановке другим членам команды. Все прочие дроны принимают один и тот же планирующий алгоритм, основываясь на этой информации.
Однако, Даниела Рас, Хавьером Алонсо-Мора и их коллеги нашли способ, как сократить вычислительные, а также коммуникационные нагрузки, которые ведет за собой такой план. Главная идея ученых заключается в том, что каждый робот, на основе собственных наблюдений, будет вычислять область полета, лишенную препятствий, находящуюся непосредственно на его пути, а затем передавать эти вычисления только своим ближайшим коллегам. Когда дроны получает карту от соседа, он вычисляет, где она сходится с его собственными наблюдениями, и передает ее дальше.
Так роботам становится гораздо проще общаться. Они передают сведения меньшему числу других дронов, а, в результате, каждый из роботов получает карту всех препятствий, составленную совместно всеми членами эскадрильи.
Эти карты даже не трехмерные, а четырехмерные. Четвертое измерение карт – время. Так алгоритм помогает избежать движущихся объектов. Четырехмерная карта описывает, как необходимо подстроить трехмерную карту под движения препятствий в течение нескольких секунд.
Алгоритм предполагает, что движущиеся объекты обладают постоянным ускорением, однако, в реальном мире так бывает далеко не всегда. Но, к счастью, каждый из роботов обновляет свою карту несколько раз в секунду – за такое время скорость движущихся препятствий едва ли сильно поменяется.
На основании самой последней карты каждый робот вычисляет траекторию, при помощи которой можно будет наиболее эффективно придерживаться локальной цель – сохранения формации – и общей цели.
Исследователи также испытывали алгоритм на колесных роботах, чьей целью было – вместе перевозить объекты с одного конца комнаты на другой. По комнате также двигались люди, затруднявшие работу машин. Этот тест – симуляция окружающей среды, в которой люди и роботы работают совместно.



Новости инженерии
Новости политики
Социальные новости
Мировые происшествия
Ваши новости
Поставщики
Диллеры
Дистрибьютеры
 
Все права защищены ©
2014 - 2015 ИнжНьюз