Robotët Swarm ndihmojnë makinat që drejtojnë vetë të shmangin përplasjet

Prioriteti kryesor për kompanitë që zhvillojnë automjete vetë-drejtuese është që ato të mund të lundrojnë në mënyrë të sigurt dhe të shmangin përplasjen ose shkaktimin e bllokimeve të trafikut. Universiteti Northwestern e ka sjellë atë realitet një hap më afër me zhvillimin e algoritmit të parë të decentralizuar me një garanci pa përplasje dhe pa bllokim. 

Algoritmi u testua nga studiuesit në një simulim prej 1,024 robotësh, si dhe një tufë prej 100 robotësh të vërtetë në laborator. Brenda një minutë, robotët ishin në gjendje të konvergojnë në mënyrë të besueshme, të sigurt dhe efikase për të formuar një formë të paracaktuar në më pak se një minutë. 

Michael Rubenstein i Northwestern udhëhoqi studimin. Ai është profesor i Lisa Wissner-Slivka dhe Benjamin Slivka në Shkenca Kompjuterike në Shkollën e Inxhinierisë McCormick të Northwestern. 

“Nëse keni shumë automjete autonome në rrugë, nuk dëshironi që ato të përplasen me njëra-tjetrën ose të ngecin në një ngërç”, tha Rubenstein. "Duke kuptuar se si të kontrollojmë robotët tanë të tufës për të formuar forma, ne mund të kuptojmë se si të kontrollojmë flotat e automjeteve autonome ndërsa ato ndërveprojnë me njëri-tjetrin."

Punimi është vendosur të botohet në revistë Transaksionet IEEE në Robotikë më vonë këtë muaj 

Ka një avantazh në përdorimin e një tufe robotësh të vegjël në krahasim me një robot të madh ose një tufë të udhëhequr nga një robot; ka mungesë të kontrollit të centralizuar. Kontrolli i centralizuar mund të bëhet një arsye kryesore për dështimin dhe algoritmi i decentralizuar i Rubenstein vepron si një mjet i sigurt për dështimin. 

"Nëse sistemi është i centralizuar dhe një robot ndalon së punuari, atëherë i gjithë sistemi dështon," tha Rubenstein. “Në një sistem të decentralizuar, nuk ka asnjë udhëheqës që u thotë të gjithë robotëve të tjerë se çfarë të bëjnë. Çdo robot merr vendimet e veta. Nëse një robot dështon në një tufë, tufa ende mund ta përmbushë detyrën.”

Për të shmangur përplasjet dhe bllokimet, robotët koordinohen me njëri-tjetrin. Toka poshtë robotëve vepron si një rrjet për algoritmin dhe secili robot është i vetëdijshëm për pozicionin e tij në rrjet për shkak të teknologjisë së ngjashme me GPS. 

Përpara se të ndërmarrë lëvizjen nga një pikë në tjetrën, çdo robot mbështetet në sensorë për të komunikuar me të tjerët. Duke bërë këtë, ai është në gjendje të përcaktojë nëse hapësirat e tjera në rrjet janë të lira apo të zëna. 

“Robotët refuzojnë të lëvizin në një vend derisa ai vend të jetë i lirë dhe derisa të dinë se asnjë robot tjetër nuk po lëviz në të njëjtin vend,” tha Rubenstein. “Ata janë të kujdesshëm dhe rezervojnë një hapësirë ​​përpara kohe.”

Robotët janë në gjendje të komunikojnë me njëri-tjetrin në mënyrë që të formojnë një formë, dhe kjo është e mundur për shkak të shikimit të afërt të robotëve. 

"Çdo robot mund të ndjejë vetëm tre ose katër nga fqinjët e tij më të afërt," shpjegoi Rubenstein. “Ata nuk mund të shohin të gjithë tufën, gjë që e bën më të lehtë shkallëzimin e sistemit. Robotët ndërveprojnë në nivel lokal për të marrë vendime pa informacion global.”

100 robotë mund të koordinohen për të formuar një formë brenda një minute, krahasuar me orën që iu desh në disa qasje të mëparshme. Rubenstein dëshiron që algoritmi i tij të përdoret si në automjete pa shofer ashtu edhe në depo të automatizuara. 

"Kompanitë e mëdha kanë magazina me qindra robotë që kryejnë detyra të ngjashme me atë që robotët tanë bëjnë në laborator," tha ai. “Ata duhet të sigurohen që robotët e tyre të mos përplasen, por të lëvizin sa më shpejt që të jetë e mundur për të arritur në vendin ku ata përfundimisht i japin një objekt një njeriu.”