רובוטיקה
WiFi עוזר לרובוטים לנווט בסביבות פנימיות
מהנדסים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו פיתחו טכנולוגיה זולה והספק נמוך, המסייעת לרובוטים למפות את הסביבה הפנימית שלהם. המערכת עוזרת לרובוטים לנווט גם כאשר יש תאורה חלשה או ללא ציוני דרך או מאפיינים ניתנים לזיהוי.
צוות החוקרים שייך לקבוצת חישת תקשורת אלחוטית ורשתות, אשר מנוהלת על ידי פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת UC San Diego Dinesh Bharadia. הוא יוצג בכנס הבינלאומי 2022 לרובוטיקה ואוטומציה (ICRA) בפילדלפיה, שייערך בין ה-23 ל-27 במאי.
המחקר פורסם ב- IEEE רובוטיקה ואוטומציה.
גישה חדשה לגמרי
לטכנולוגיה החדשה שפותחה יש חיישנים המסתמכים על אותות WiFi כדי לאפשר לרובוט למפות את הסביבה והנתיב שלו. המערכת היא גישה חדשה לגמרי לניווט רובוט פנימי, והיא ייחודית בהשוואה לקודמים המשתמשים בחיישני אור אופטיים כמו מצלמות ו-LiDARs.
חיישני ה"WiFi" משתמשים באותות תדר רדיו במקום אור או רמזים חזותיים כדי לראות, מה שמאפשר להם לעבוד טוב יותר בסביבות שבהן מצלמות ו-LiDAR מתקשות. סוגים אלה של סביבות הם בדרך כלל אור נמוך, אור משתנה וסביבות שחוזרות על עצמן כמו מסדרונות ארוכים.
אלטרנטיבה ל-LiDARs
ה-WiFi עוזר לטכנולוגיה להשיג את מעמדה כחלופה חסכונית ל-LiDARs, שהם יקרים ודורשים הרבה חשמל.
"אנחנו מוקפים באותות אלחוטיים כמעט בכל מקום אליו אנו הולכים. היופי בעבודה הזו הוא שאנחנו יכולים להשתמש באותות היומיומיים האלה כדי לבצע לוקליזציה ומיפוי פנימיים עם רובוטים", אמר בהראדיה.
אדיטיה ארון היא דוקטור להנדסת חשמל ומחשבים. סטודנט במעבדה של בהראדיה ומחבר ראשון של המחקר.
החוקרים בנו את מערכת האב-טיפוס עם חומרה מהמדף. הוא מורכב מרובוט המצויד בחיישני WiFi הבנויים ממקלטי WiFi זמינים מסחרית. חיישני WiFi אלו משדרים ומקבלים אותות אלחוטיים אל ומנקודות גישה WiFi בסביבה, ותקשורת זו היא המאפשרת לרובוט למפות את מיקומו ואת כיוון התנועה שלו.
Roshan Ayyalasomayajula הוא גם Ph.D בהנדסת חשמל ומחשבים. סטודנט במעבדה של בהראדיה, וכן שותף למחקר.
"התקשורת הדו-כיוונית הזו כבר מתרחשת בין מכשירים ניידים כמו הטלפון שלך ונקודות גישה ל-WiFi כל הזמן - זה פשוט לא אומר לך איפה אתה נמצא", אמר Ayyalasomayajula. "הטכנולוגיה שלנו מתבססת על התקשורת הזו כדי לבצע לוקליזציה ומיפוי בסביבה לא ידועה."
חיישני ה-WiFi אינם מודעים לראשונה למיקומו של הרובוט והיכן נמצאות נקודות הגישה ל-WiFi בסביבה. כשהרובוט זז, החיישנים קוראים לנקודות הגישה ומקשיבים לתשובות שלהם, המשמשות לאחר מכן כנקודות ציון.
כל אות אלחוטי נכנס ויוצא נושא מידע פיזי ייחודי משלו שניתן להשתמש בו כדי לזהות היכן הרובוטים ונקודות הגישה נמצאים ביחס זה לזה. האלגוריתמים מאפשרים לחיישני ה-WiFi לחלץ מידע זה ולבצע את החישובים הללו. החיישנים ממשיכים לאסוף מידע נוסף ובסופו של דבר יכולים לאתר לאן הרובוט הולך.
הטכנולוגיה נוסתה בקומה של בניין משרדים, שם הוצבו מספר נקודות גישה סביב החלל. רובוט צויד אז בחיישני ה-WiFi, כמו גם מצלמה ו-LiDAR לביצוע מדידות לשם השוואה. הצוות שלט ברובוט וגרם לו לנסוע מספר פעמים על הרצפה. הוא גם הפך פינות וירד במסדרונות ארוכים וצרים עם חללים מוארים ואפלוליים.
הבדיקות הוכיחו שדיוק הלוקליזציה והמיפוי שסופקו על ידי חיישני ה-WiFi היה דומה לזה של המצלמה המסחרית וחיישני ה-LiDar.
"אנו יכולים להשתמש באותות WiFi, שהם חינמיים בעצם, כדי לבצע חישה חזקה ואמינה בסביבות מאתגרות מבחינה ויזואלית", אמר ארון. "חיישת WiFi עשויה להחליף רכיבי LiDAR יקרים ולהשלים חיישנים אחרים בעלות נמוכה כמו מצלמות בתרחישים אלה."
הצוות יפעל כעת לשילוב חיישני WiFi ומצלמות כדי לפתח טכנולוגיית מיפוי שלמה עוד יותר.
