Новый алгоритм позволяет рою роботов избегать пробок и столкновений — Роботех

Новый алгоритм позволяет рою роботов избегать пробок и столкновений

Чтобы автомобили с автоматическим управлением стали повседневной реальностью, им необходимо безопасно и без нареканий ориентироваться друг в друге, не разбиваясь и не вызывая ненужных пробок.

Чтобы сделать это возможным, исследователи Северо-Западного университета разработали первый децентрализованный алгоритм с гарантией отсутствия столкновений и избежания тупиков. 

Исследователи проверили алгоритм в моделировании 1024 роботов и на рое из 100 настоящих роботов в лаборатории. Роботы надежно, безопасно и эффективно сходятся, образуя заранее заданную форму менее чем за минуту, сообщает пресс-служба Северо-Западного университета.

«Понимая, как управлять нашим роем роботов для формирования форм, мы можем понять, как управлять парками автономных транспортных средств, когда они взаимодействуют друг с другом», — сказал Майкл Рубенштейн из Northwestern, который руководил исследованием.

Преимущество роя маленьких роботов по сравнению с одним большим роботом или роем с одним ведущим роботом — это отсутствие централизованного управления, которое может быстро стать центральной точкой отказа. Децентрализованный алгоритм Рубенштейна действует как отказоустойчивый.

«Если система централизована и робот перестает работать, то вся система выходит из строя. В децентрализованной системе нет лидера, говорящего всем остальным роботам, что делать. Каждый робот принимает свои собственные решения. Если один робот терпит неудачу в рое, рой все еще может выполнить задачу», — рассказал Рубенштейн.

Тем не менее, роботы должны координировать действия, чтобы избежать столкновений и тупиков. Для этого алгоритм рассматривает землю под роботами как сетку. Используя технологию, аналогичную GPS, каждый робот знает, где он находится в сетке. 

Перед принятием решения о том, куда двигаться, каждый робот использует датчики для связи со своими соседями, определяя, свободны ли соседние пространства в сетке или нет.

«Роботы отказываются перемещаться в какое-либо место до тех пор, пока это место не освободится, и пока они не узнают, что другие роботы не перемещаются в это же место. Они осторожны и резервируют место заранее», — сказал Рубенштейн.

Даже при всей этой тщательной координации роботы все еще могут общаться и быстро двигаться, чтобы сформировать форму. Рубенштейн достигает этого, оставляя роботов близорукими.

«Каждый робот может чувствовать только трех или четырех своих ближайших соседей. Они не видят весь рой, что облегчает масштабирование системы. Роботы взаимодействуют локально, чтобы принимать решения без глобальной информации», — говорит руководитель исследования.

Например, в рое Рубенштейна 100 роботов могут координироваться, чтобы сформировать фигуру в течение минуты. В некоторых предыдущих подходах это может занять целый час. Рубенштейн полагает, что его алгоритм может быть использован в автопарках и на автоматизированных складах.

«У крупных компаний есть склады с сотнями роботов, которые выполняют задачи, аналогичные тем, что делают наши роботы в лаборатории. Им нужно убедиться, что их роботы не сталкиваются, а двигаются как можно быстрее, чтобы достичь места, где они в конечном итоге отдают объект человеку», — говорит Рубенштейн.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *