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
Раскрыта главная тайна антарктического льда: ученые узнали, как и кем была взломана природная защита Шестого континента
Похоже, той Антарктиде, которую мы знаем, приходит конец. Впрочем, это не точно...
Древнеримский артефакт переписывает историю Америки: Колумб был не первым?
Почему находка из индейской могилы почти 100 лет вызывает ожесточенные споры среди археологов и историков?...
Еще раз об убийстве Андрея Боголюбского: что рассказали кости погибшего князя?
Профессор судебной медицины поправил историков и выявил неточности древних летописей...
Тайна гибели сибирского «Титаника»: почему некоторые детали катастрофы 1921 года неизвестны даже сейчас?
Поразительно, но тогда судьи единогласно оправдали капитана парохода. Так кто же тогда был виновником этого страшного происшествия?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены. Часть 2. Расплата
Как наука отменила срок давности у преступления? И какая тайна осталась не раскрытой?...
Японец 26 лет ждал, пока раскроют убийство его жены
Как новейшие технологии помогли сдвинуть с места нераскрываемое дело...
Главный секрет человеческого дыхания: ученые рассказали, почему мы дышим «вахтовым методом»
Эксперты предупреждают: из-за особенности организма многие люди не смогут попасть в космос. Но решение все-таки есть...
Жители Анд переписали свою ДНК: почему горные индейцы пьют ядовитую воду, но чувствуют себя при этом хорошо?
По словам ученых, эволюция сделала красивый и хитрый ход. И это не иммунитет к токсинам, а нечто другое, более интересное...
43 000 черепков открыли тысячелетние тайны Древнего Египта
Почему глиняная библиотека Атрибиса потрясла весь археологический мир?...
Ядерный взрыв на Луне: для чего советские ученые хотели провести такой грандиозный эксперимент?
Зачем России атомный реактор на Луне и как он поможет нам добраться до Венеры?...
Почему эти меры не спасут Антарктиду: пять проектов по спасению ледников оказались провалом
Эксперт жестко проанализировал самые популярные программы по сохранению льда на Шестом континенте. Увы, они оказались невыполнимой фантастикой, причем опасно...