Новую методику автономного управления демонстрируют умные роботы

Одно из многих преимуществ будущего, в котором автомобили полностью автономны, - это уменьшение количества пробок, поскольку усовершенствованные автономные транспортные средства настолько искусны в навигации по улицам, что не только избегают столкновения друг с другом, но и обеспечивают более плавное движение транспорта, чем когда-либо достигали люди.

Исследователи из Северо-Западного университета придумали новый алгоритм управления, который, по их словам, гарантирует отсутствие трафика, демонстрируя свои возможности при помощи роя крошечных роботов , которые могут безопасно и быстро собираться в нужные формы в течение 60 секунд.

Коротко об исследовании

Ученые Северо-Западного университета описывают свое новое управляющее программное обеспечение как первый децентрализованный алгоритм с гарантией отсутствия коллизий и тупиков. Это позволяет использовать преимущества работы с роями небольших роботов, когда отсутствует централизованное управление, а не когда приходиться пользоваться пакетом с ведущим роботом или более крупным устройством, что увеличивает риск отказа по всему парку, снижая надежность системы.

«Если система централизована и один робот перестает работать, то вся система выходит из строя», - говорит Майкл Рубенштейн, который руководил исследованием. «В децентрализованной системе нет лидера, говорящего всем другим роботам, что делать. Каждый робот принимает свои собственные решения. Если один робот потерпит неудачу, рой все еще может выполнить задачу».

Тестирование и принцип работы

Алгоритм команды рассматривает местность как сетку, и каждый из роботов оснащен GPS-подобными датчиками, чтобы знать, где они находятся в сетке в любой момент времени. Другие датчики позволяют роботам идентифицировать соседних роботов и знать, есть ли места в сетке или они заняты соседом.

«Каждый робот может чувствовать только трех или четырех своих ближайших соседей», - объясняет Рубенштейн. «Они не могут видеть весь рой, что облегчает масштабирование системы. Роботы взаимодействуют локально для принятия решений без глобальной информации».

Этот близорукий подход позволяет роботам двигаться намного быстрее, чтобы сформировать желаемую форму. В экспериментах команды 100 роботов смогли собраться в заранее определенную формацию в течение одной минуты, в то время как предыдущие попытки требовали до одного часа. Они также опробовали подход при моделировании с участием более 1000 роботов, при этом виртуальные машины безопасно и эффективно переходят в строй.

«Это система идеально подойдет для ситуаций с автономными транспортными средствами на дороге, когда вы не хотите, чтобы они сталкивались друг с другом или образовывали пробки», - сказал Майкл Рубенштейн из Northwestern, который руководил исследованием.

«Понимая, как управлять нашими роботами для формирования форм, мы можем понять, как управлять парками автономных транспортных средств, когда они взаимодействуют друг с другом». Исследование было опубликовано в журнале IEEE Transactions on Robotics. Вы можете увидеть роботов в действии в видео ниже.