Исследователи разрабатывают систему для возможности передвижения мобильных роботов в новой среде
Мобильные роботы используются во все большем количестве внешних сред, например, в аэропортах, торговых центрах, музеях, медицинских учреждениях. Однако до сих пор большинство этих устройств не могут выполнять задания, которые требуют от них перемещения по заранее не описанному пространству.
Если роботы будут активно перемещаться в неизвестной трехмерной среде, это расширит их практическое применение. Например, их можно будет использовать для различной работы в густонаселенных городских условиях.
Исследовательская группа из Университета Клермон-Оверни и Института аэрокосмических исследований Университета Торонто недавно приступила к разработке структуры, которая могла бы значительно улучшить способность роботов безопасно перемещаться в неизвестной трехмерной среде. Их разработка основана на одной из предыдущих статей, где они представили лямбда-поле — новый подход для оценки риска столкновений и определения безопасных путей навигации.
В своей предыдущей работе команда применяла свою структуру только в двухмерных смоделированных средах. В рамках своего нового исследования они решили обеспечить возможность использования роботов в неизвестных трехмерных средах, содержащих препятствия.
Как правило, навигационный риск был сосредоточен на смягчении последствий столкновений с препятствиями, игнорируя различную степень вреда, который могут причинить столкновения. В связи с этим ученые предлагают новую навигационную структуру с учетом рисков, цель которой — напрямую обрабатывать взаимодействия с окружающей средой. Исследователи ввели физически интерпретируемую функцию риска: она количественно определяет максимальную потенциальную энергию, которую поглощают колеса робота в результате столкновения.
Система, разработанная командой, позволяет роботам оценивать риск, связанный с выбором определенных маршрутов, а также учитывать препятствия поблизости. Кроме того, они представили новый алгоритм планирования пути, основанный на математическом подходе.
Применение данной системы значительно расширяет спектр возможностей робота. Например, учитывая физические риски, робот может преодолевать лежачие полицейские или небольшие дорожные бордюры. Используя эту структуру, становится возможным планирование траекторий, которые не только обеспечивают безопасность, но и активно устраняют риски, возникающие в результате взаимодействия с окружающей средой.
Исследователи оценивали свою систему навигации с учетом рисков в серии симуляций, используя видеоматериалы и данные изображений, собранные в реальных городских условиях. Они обнаружили, что, хотя их подход может имитировать стандартные методы планирования пути, иногда он также позволяет определить пути, проходящие через препятствия, если риск определяется как допустимый.
В своих следующих исследованиях ученые собираются улучшить компонент планирования пути и показатели риска своей системы, протестировать ее в более крупных экспериментах как в городской, так и в сельской местности, а также изучить возможность добавления нескольких рисков для дальнейшего ограничения алгоритма планирования пути, таких как риск пересечения непрерывной разметки полосы движения. Эта недавняя работа вскоре может вдохновить другие команды на разработку и оценку аналогичных методов, которые в совокупности могут способствовать более широкому использованию мобильных роботов в реальных условиях.
Если роботы будут активно перемещаться в неизвестной трехмерной среде, это расширит их практическое применение. Например, их можно будет использовать для различной работы в густонаселенных городских условиях.
Исследовательская группа из Университета Клермон-Оверни и Института аэрокосмических исследований Университета Торонто недавно приступила к разработке структуры, которая могла бы значительно улучшить способность роботов безопасно перемещаться в неизвестной трехмерной среде. Их разработка основана на одной из предыдущих статей, где они представили лямбда-поле — новый подход для оценки риска столкновений и определения безопасных путей навигации.
В своей предыдущей работе команда применяла свою структуру только в двухмерных смоделированных средах. В рамках своего нового исследования они решили обеспечить возможность использования роботов в неизвестных трехмерных средах, содержащих препятствия.
Принцип работы системы, предложенной учеными
Как правило, навигационный риск был сосредоточен на смягчении последствий столкновений с препятствиями, игнорируя различную степень вреда, который могут причинить столкновения. В связи с этим ученые предлагают новую навигационную структуру с учетом рисков, цель которой — напрямую обрабатывать взаимодействия с окружающей средой. Исследователи ввели физически интерпретируемую функцию риска: она количественно определяет максимальную потенциальную энергию, которую поглощают колеса робота в результате столкновения.
Система, разработанная командой, позволяет роботам оценивать риск, связанный с выбором определенных маршрутов, а также учитывать препятствия поблизости. Кроме того, они представили новый алгоритм планирования пути, основанный на математическом подходе.
Применение данной системы значительно расширяет спектр возможностей робота. Например, учитывая физические риски, робот может преодолевать лежачие полицейские или небольшие дорожные бордюры. Используя эту структуру, становится возможным планирование траекторий, которые не только обеспечивают безопасность, но и активно устраняют риски, возникающие в результате взаимодействия с окружающей средой.
Исследователи оценивали свою систему навигации с учетом рисков в серии симуляций, используя видеоматериалы и данные изображений, собранные в реальных городских условиях. Они обнаружили, что, хотя их подход может имитировать стандартные методы планирования пути, иногда он также позволяет определить пути, проходящие через препятствия, если риск определяется как допустимый.
В своих следующих исследованиях ученые собираются улучшить компонент планирования пути и показатели риска своей системы, протестировать ее в более крупных экспериментах как в городской, так и в сельской местности, а также изучить возможность добавления нескольких рисков для дальнейшего ограничения алгоритма планирования пути, таких как риск пересечения непрерывной разметки полосы движения. Эта недавняя работа вскоре может вдохновить другие команды на разработку и оценку аналогичных методов, которые в совокупности могут способствовать более широкому использованию мобильных роботов в реальных условиях.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Васюганские топи: что скрывает самое большое болото на планете?
И почему его называют вечно молодым? И кто прятался в самом сердце мрачных болот?...
Кипящая дыра в Йеллоустоуне: почему геологи «проморгали» опасный инцидент?
Геологический детектив: незамеченный взрыв, неожиданный провал и далеко идущие последствия...
Дикий народ чучуна: Кто наводил ужас на коренное население Сибири?
Йети? Люди-изгои? Древнее племя? Пока что вопросов больше, чем ответов...
Европа задыхается от жары: почему западные страны оказались не готовы к стремительному потеплению?
Эксперты говорят: с каждым годом будет все хуже и опаснее. Но выхода из ситуации пока нет...
Мрачный прогноз для США из 1995 года сбылся: в чем великий ученый Саган оказался прав?
Исследователь говорил: все плохо, но еще не все потеряно. Его советы могут реально помочь всему человечеству...
Мы не единственные во Вселенной: ученые рассказали о «невозможных» видах разума
Сознание может быть у кого угодно. Но сможем ли мы узнать его при встрече?...
Проклятье 30 июня: почему в этот день произошло столько крупных катастроф?
Официально виновата погода, но изучение деталей до сих пор вызывает множество вопросов...
Еще одна тайна майя: археологи секрет алтаря в заброшенном городе
Выяснилось, что индейцы долгие столетия продолжали исповедовать, казалось бы, давно забытый древний культ...
Снегопады в Антарктиде становятся все аномальнее: и ученые, наконец-то, знают почему?
Ученым придется пересмотреть все климатические модели Шестого континента. Кстати, снега там будет выпадать с каждым годом все больше...
Бельгийскую разведку снова взломали: хакеры целый год качали оттуда секретные данные
Эксперты говорят: проникновение было замечено совершенно случайно. И это пугает...
«День разоблачения»: какие реальные истории об НЛО легли в основу фильма Стивена Спилберга
Режиссер говорит, что шел к этой картине долгих 50 лет...
Тайна золотого вулкана: почему гора в Антарктике извергает драгоценный металл?
Ученые уже 30 лет пытаются разгадать этот природный детектив. Что удалось узнать исследователям...
МКС осталось совсем недолго: NASA рассказало, когда произойдет ликвидация и что будет, если спуск пойдет не по плану?
Эксперты предупреждают: опаснее всего будет, когда станция снизится до 280 км. Почему?...
Доказана жизнь на спутнике Юпитера: как же бактериям удалось добраться с Земли на Европу?
За 3,5 миллиарда лет земные бактерии могли долететь до 105 звездных систем. Так что у Европы есть все шансы на «заражение»...
Сначала Стоунхендж был... не каменным: найден прототип легендарного святилища
Доисторическая религия оказалась старше на 500 лет, чем считали ученые. И она играла огромную роль в жизни древних людей...
Гигантские огненные вихри помогут ликвидировать разливы нефти
Новый метод поможет решить многие проблемы, но без ложки дегтя все-таки не обошлось...