โรบอทฝูงชนที่ช่วยให้รถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติหลีกเลี่ยงการชน

บริษัทที่พัฒนาเทคโนโลยีรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติมีเป้าหมายหลักในการทำให้รถยนต์สามารถเดินทางได้อย่างปลอดภัยและหลีกเลี่ยงการชนหรือทำให้เกิดการจราจรติดขัด มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นได้นำความเป็นจริงมาใกล้ขึ้นด้วยการสร้างอัลกอริทึมที่ไม่มีการชนและการติดค้างที่มีการรับประกัน

นักวิจัยได้ทดสอบอัลกอริทึมดังกล่าวในจำลองการของ 1,024 โรบอท และฝูงโรบอท 100 ตัวในห้องปฏิบัติการ ภายในหนึ่งนาที โรบอทสามารถรวมตัวกันและสร้างรูปทรงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าได้อย่างน่าเชื่อถือและปลอดภัย

มichael Rubenstein จากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นเป็นผู้นำการศึกษา เขาเป็น Lisa Wissner-Slivka และ Benjamin Slivka Professor ในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ tại McCormick School of Engineering

“หากคุณมีรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติหลายคันบนถนน คุณไม่ต้องการให้พวกมันชนกันหรือติดค้าง” Rubenstein กล่าว “โดยการทำความเข้าใจวิธีการควบคุมโรบอทฝูงของเราเพื่อสร้างรูปทรง เราสามารถเข้าใจวิธีการควบคุมฝูงรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติเมื่อพวกมันโต้ตอบกัน”

ผลงานวิจัยนี้จะถูกตีพิมพ์ในวารสาร IEEE Transactions on Robotics ในเดือนนี้

มีข้อดีในการใช้โรบอทฝูงแทนการใช้โรบอทขนาดใหญ่หรือโรบอทที่มีการควบคุมจากศูนย์กลาง คือการไม่มีการควบคุมจากศูนย์กลาง การควบคุมจากศูนย์กลางอาจทำให้เกิดความล้มเหลว และอัลกอริทึมที่ไม่มีการควบคุมจากศูนย์กลางของ Rubenstein ทำหน้าที่เป็นระบบป้องกัน

“หากระบบมีการควบคุมจากศูนย์กลางและโรบอทตัวใดตัวหนึ่งหยุดทำงาน ระบบทั้งหมดจะล้มเหลว” Rubenstein กล่าว “ในระบบที่ไม่มีการควบคุมจากศูนย์กลาง ไม่มีหัวหน้าที่บอกให้โรบอทอื่นๆ ทำอะไร หากโรบอทตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลวในฝูง โรบอทฝูงยังคงสามารถทำงานได้”

เพื่อหลีกเลี่ยงการชนและการติดค้าง โรบอทจะประสานงานกัน พื้นใต้โรบอททำหน้าที่เป็นกริดสำหรับอัลกอริทึม และโรบอทแต่ละตัวสามารถรู้จักตำแหน่งของมันเองบนกริดได้โดยใช้เทคโนโลยีที่คล้ายกับ GPS

ก่อนที่จะเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง โรบอทแต่ละตัวจะพึ่งพาสัญญาณจากเซ็นเซอร์เพื่อโต้ตอบกับโรบอทอื่นๆ โดยทำเช่นนี้ โรบอทสามารถกำหนดได้ว่าพื้นที่อื่นๆ บนกริดว่างหรือไม่

“โรบอทจะไม่เคลื่อนที่ไปยังจุดใดจุดหนึ่งจนกว่าจุดนั้นว่างและไม่มีโรบอทอื่นเคลื่อนที่ไปยังจุดเดียวกัน” Rubenstein กล่าว “พวกมันจะจองพื้นที่ล่วงหน้า”

โรบอทสามารถสื่อสารกันเพื่อสร้างรูปทรงได้ และสิ่งนี้เป็นไปได้เพราะโรบอทมีความสามารถในการมองเห็นเพียงในบริเวณใกล้เคียง

“โรบอทแต่ละตัวสามารถมองเห็นเพียงเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด 3-4 ตัว” Rubenstein อธิบาย “พวกมันไม่สามารถมองเห็นตลอดฝูงได้ ซึ่งทำให้ระบบง่ายต่อการขยาย โรบอทโต้ตอบกันในระดับท้องถิ่นเพื่อตัดสินใจโดยไม่ต้องมีข้อมูลระดับโลก”

100 โรบอทสามารถประสานงานกันเพื่อสร้างรูปทรงภายในหนึ่งนาที ซึ่งเร็วกว่าการเข้าใกล้แบบเดิมที่ใช้เวลาหนึ่งชั่วโมง Rubenstein ต้องการให้อัลกอริทึมของเขาถูกใช้ในรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติและคลังสินค้าอัตโนมัติ

“บริษัทขนาดใหญ่มีคลังสินค้าที่มีโรบอทหลายร้อยตัวทำหน้าที่ที่คล้ายกับโรบอทของเราในห้องปฏิบัติการ” เขากล่าว “พวกเขา cầnทำให้โรบอทไม่ชนกันและเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดเพื่อไปถึงจุดที่จะส่งสินค้าให้กับมนุษย์”