Autonomous Exploration Research Team: Дозволяємо роботам досліджувати самостійно

Дослідницька група в Інституті робототехніки Університету Карнегі-Меллона створює наступне покоління роботів-дослідників.

Дослідницька група Autonomous Exploration Research Team розробила набір роботизованих систем і планувальників, які дозволяють роботам швидше досліджувати, досліджувати найтемніші куточки невідомого середовища і створювати більш точні і детальні карти. Системи дозволяють роботам робити все це автономно, знаходячи шлях і створюючи карту без втручання людини.

“Ви можете встановити його в будь-якому середовищі, наприклад, в універмазі або житловому будинку після стихійного лиха, і він почне працювати”, – сказав Цзі Чжан, системний науковець з Інституту робототехніки. “Він будує карту в режимі реального часу, і поки він досліджує, він розуміє, куди він хоче рухатися далі. Ви можете побачити все на карті. Вам навіть не потрібно заходити в приміщення. Просто дозвольте роботам досліджувати і наносити на карту навколишнє середовище”.

Команда працювала над розвідувальними системами більше трьох років. Вони дослідили і нанесли на карту кілька підземних шахт, автостоянку, університетський центр Кохон та кілька інших внутрішніх і зовнішніх локацій на території кампусу CMU. Комп’ютери та датчики системи можуть бути прикріплені майже до будь-якої роботизованої платформи, перетворюючи її на сучасного дослідника. Група використовує модифікований моторизований інвалідний візок і дрони для більшої частини своїх випробувань.

Роботи можуть досліджувати в трьох режимах, використовуючи системи групи. В одному режимі людина може керувати рухами і напрямком руху робота, в той час як автономні системи утримують його від зіткнення зі стінами, стелею чи іншими об’єктами. В іншому режимі людина може вибрати точку на карті, і робот попрямує до неї. Третій режим – чисте дослідження. Робот вирушає самостійно, досліджує весь простір і створює карту.

“Це дуже гнучка система, яку можна використовувати в багатьох сферах, від доставки до пошуково-рятувальних робіт”, – сказав Гові Чосет, професор Інституту робототехніки.

Група об’єднала 3D-скануючий лідарний датчик, камеру переднього огляду і датчики інерційних вимірювальних блоків з алгоритмом дослідження, щоб робот знав, де він знаходиться, де він був і куди він повинен рухатися далі. Отримані системи є значно ефективнішими за попередні підходи, створюючи більш повні карти та скорочуючи час роботи алгоритму вдвічі.

Нові системи працюють в умовах недостатньої освітленості, де зв’язок є нестабільним, наприклад, у печерах, тунелях та покинутих будівлях. Версія дослідницької системи групи стала основою Team Explorer – команди КМУ та Університету штату Орегон, яка брала участь у конкурсі DARPA Subterranean Challenge. Team Explorer посіла четверте місце у фінальному змаганні, але отримала нагороду за найбільшу кількість досліджених секторів за те, що нанесла на карту більшу частину маршруту, ніж будь-яка інша команда.

“Уся наша робота базується на відкритих джерелах. Ми нічого не приховуємо. Ми хочемо зміцнити суспільство можливостями створення автономних дослідницьких роботів”, – сказав Чао Цао, аспірант з робототехніки та провідний оператор Team Explorer. “Це фундаментальна можливість. Отримавши її, ви зможете зробити набагато більше”.