WiFi, Robotların İç Mekânları Gezinmesine Yardım Ediyor

Kaliforniya San Diego Üniversitesi mühendisleri, robotların iç mekanlarını haritalamalarına yardımcı olan düşük maliyetli, düşük güçte bir teknoloji geliştirdiler. Sistem, düşük aydınlatma veya tanınabilir hiçbir Referans noktası veya özellikler olmadığında bile robotların gezinmesine yardımcı oluyor.

Araştırmacılar ekibi, UC San Diego elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Dinesh Bharadia’nın liderliğindeki Kablosuz İletişim Algılama ve Ağ Oluşum Grubu’na aittir. 23-27 Mayıs tarihleri arasında Philadelphia’da gerçekleşecek 2022 Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı’nda (ICRA) sunulacak.

Araştırma, IEEE Robotik ve Otomasyon‘da yayımlandı.

Yeni Bir Yaklaşım

Geliştirilen teknoloji, robotların ortamını ve yolunu haritalamak için WiFi sinyallerine güvenen sensörlere sahiptir. Sistem, önceki ones gibi optik ışık sensörleri kullanan kamera ve LiDAR’ların aksine, iç mekan robot navigasyonu için tamamen yeni bir yaklaşımdır.

“WiFi” sensörleri, görmek için ışık veya görsel ipuçları yerine radyo frekans sinyallerini kullanır, bu da kamera ve LiDAR’ların zorlandığı ortamlarda daha iyi çalışmasını sağlar. Bu tür ortamlar genellikle düşük aydınlatmalı, değişen aydınlatmalı ve tekrarlayan ortamlardır, örneğin uzun koridorlar.

https://www.youtube.com/watch?v=JjalvBHqC94

LiDAR’ların Alternatifi

WiFi, teknolojinin LiDAR’ların pahalı ve çok güç gerektiren bir alternatifi olmasını sağlar.

“Her gittiğimiz yerde kablosuz sinyallerle çevriliyiz. Bu çalışmanın güzelliği, bu günlük sinyalleri kullanarak robotlarla iç mekan lokalizasyonu ve haritalama yapabilmemizdir” dedi Bharadia.

Aditya Arun, Bharadia’nın laboratuvarındaki elektrik ve bilgisayar mühendisliği doktora öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı.

Araştırmacılar, ticari olarak उपलबabilir WiFi alıcı-vericilerinden yapılmış WiFi sensörleri ile donatılmış bir robot ile prototip sistemi oluşturdular. Bu WiFi sensörleri, ortamın WiFi erişim noktalarına ve bunlardan sinyal gönderip almak için kullanılır ve bu iletişim, robotun konumunu ve hareket yönünü haritalamasını sağlar.

Roshan Ayyalasomayajula, Bharadia’nın laboratuvarındaki elektrik ve bilgisayar mühendisliği doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı.

“Bu iki yönlü iletişim zaten mobil cihazlarınız ve WiFi erişim noktaları arasında sürekli olarak gerçekleşiyor – sadece size nerede olduğunuzu söylemiyor” dedi Ayyalasomayajula. “Teknoloğimiz, bu iletişimi bilinmeyen bir ortamda lokalizasyon ve haritalama yapmak için kullanıyor.”

WiFi sensörleri ilk olarak robotun konumunu ve WiFi erişim noktalarının ortamda nerede olduğunu bilmez. Robot hareket ettikçe, sensörler erişim noktalarına çağrıda bulunur ve cevaplarını dinler, bunlar daha sonra referans noktaları olarak kullanılır.

Gelen ve giden her kablosuz sinyal, robotların ve erişim noktalarının birbirlerine göre nerede olduklarını belirlemek için kullanılan benzersiz fiziksel bilgileri taşır. Algoritmalar, WiFi sensörlerinin bu bilgileri çıkarmasını ve bu hesaplamaları yapmasını sağlar. Sensörler daha fazla bilgi topladıkça, sonunda robotun nereye gittiğini belirleyebilir.

Teknoloji, birkaç erişim noktasının yerleştirildiği ofis binasının bir katında test edildi. Bir robot, WiFi sensörleri, bir kamera ve bir LiDAR ile donatıldı ve karşılaştırma için ölçümler yapıldı. Ekibin kontrol ettiği robot, katın etrafında birkaç kez seyahat etti, köşeleri döndü ve parlak ve loş mekanların bulunduğu uzun ve dar koridorlardan geçti.

Testler, WiFi sensörlerinin sağladığı lokalizasyon ve haritalamanın doğruluğunun, ticari kamera ve LiDAR sensörlerininkiyle aynı seviyede olduğunu gösterdi.

“Görsel olarak zorlu ortamlarda güçlü ve güvenilir algılama için aslında ücretsiz olan WiFi sinyallerini kullanabiliriz” dedi Arun. “WiFi algılama, bu senaryolarda pahalı LiDAR’ları potansiyel olarak değiştirebilir ve diğer düşük maliyetli sensörler gibi kameraları tamamlayabilir.”

Ekibin şimdi çalışması, WiFi sensörleri ve kameraları birleştirmek için daha kapsamlı bir haritalama teknolojisi geliştirmek olacak.