Robòtica
El WiFi ajuda els robots a navegar per entorns interiors
Els enginyers de la Universitat de Califòrnia a San Diego han desenvolupat una tecnologia de baix cost i baixa potència que ajuda els robots a mapejar els seus entorns interiors. El sistema ajuda els robots a navegar fins i tot quan hi ha poca il·luminació o no hi ha punts de referència o característiques reconeixibles.
L'equip d'investigadors pertany al Wireless Communication Sensing and Networking Group, que està dirigit pel professor d'enginyeria elèctrica i informàtica de la UC San Diego, Dinesh Bharadia. Es presentarà a la Conferència Internacional sobre Robòtica i Automatització (ICRA) de 2022 a Filadèlfia, que tindrà lloc del 23 al 27 de maig.
La investigació va ser publicada a IEEE Robòtica i Automatització.
Un nou enfocament
La tecnologia recentment desenvolupada té sensors que es basen en senyals WiFi per permetre al robot mapejar el seu entorn i el seu camí. El sistema és un nou enfocament per a la navegació de robots interiors, i és únic en comparació amb els anteriors que utilitzen sensors de llum òptics com càmeres i LiDAR.
Els sensors "WiFi" utilitzen senyals de radiofreqüència en lloc de senyals lluminosos o visuals per veure, cosa que els permet funcionar millor en entorns on les càmeres i els LiDAR tenen problemes. Aquest tipus d'entorns solen ser amb poca llum, llum canviant i entorns repetitius com passadissos llargs.
Alternativa als LiDAR
El WiFi ajuda a la tecnologia a assolir el seu estatus com una alternativa econòmica als LiDAR, que són cars i requereixen molta potència.
"Estem envoltats de senyals sense fil gairebé a tot arreu. La bellesa d'aquest treball és que podem utilitzar aquests senyals quotidians per fer localització i mapeig d'interiors amb robots", va dir Bharadia.
Aditya Arun és doctora en enginyeria elèctrica i informàtica. estudiant al laboratori de Bharadia i primer autor de l'estudi.
Els investigadors van construir el sistema prototip amb maquinari disponible. Consisteix en un robot equipat amb sensors WiFi construïts a partir de transceptors WiFi disponibles comercialment. Aquests sensors WiFi transmeten i reben senyals sense fil cap i des dels punts d'accés WiFi de l'entorn, i aquesta comunicació és la que permet al robot mapejar la seva ubicació i direcció de moviment.
Roshan Ayyalasomayajula també és doctor en enginyeria elèctrica i informàtica. estudiant al laboratori de Bharadia, així com coautor de l'estudi.
"Aquesta comunicació bidireccional ja s'està produint entre dispositius mòbils com el telèfon i els punts d'accés WiFi tot el temps; simplement no us indica on sou", va dir Ayyalasomayajula. "La nostra tecnologia es basa en aquesta comunicació per fer localització i mapeig en un entorn desconegut".
Els sensors WiFi primer desconeixen la ubicació del robot i on es troben els punts d'accés WiFi a l'entorn. A mesura que el robot es mou, els sensors criden els punts d'accés i escolten les seves respostes, que després s'utilitzen com a punts de referència.
Cada senyal sense fil entrant i sortint porta la seva pròpia informació física única que es pot utilitzar per identificar on es troben els robots i els punts d'accés entre si. Els algorismes permeten als sensors WiFi extreure aquesta informació i fer aquests càlculs. Els sensors continuen recollint més informació i eventualment poden localitzar cap a on va el robot.
La tecnologia es va provar en una planta d'un edifici d'oficines, on es van col·locar diversos punts d'accés al voltant de l'espai. A continuació, es va equipar un robot amb els sensors WiFi, així com una càmera i un LiDAR per realitzar mesures per comparar. L'equip va controlar el robot i el va fer viatjar diverses vegades pel terra. També girava cantonades i baixava per passadissos llargs i estrets amb espais lluminosos i poc il·luminats.
Les proves van demostrar que la precisió de localització i mapeig proporcionada pels sensors WiFi era igual a la de la càmera comercial i els sensors LiDar.
"Podem utilitzar senyals WiFi, que són essencialment gratuïts, per fer una detecció robusta i fiable en entorns visualment difícils", va dir Arun. "La detecció de WiFi podria substituir els LiDAR cars i complementar altres sensors de baix cost com ara càmeres en aquests escenaris".
Ara l'equip treballarà per combinar sensors i càmeres WiFi per desenvolupar una tecnologia de mapes encara més completa.
