Các nhà nghiên cứu phát triển đàn máy bay không người lái nhỏ để khám phá môi trường không xác định

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Delft đã phát triển một đàn máy bay không người lái nhỏ có khả năng tự động khám phá môi trường không xác định. Nghiên cứu này được trình bày vào ngày 23 tháng 10 trên Science Robotics. Công việc mới này rất quan trọng cho sự phát triển liên tục của robot đàn.

Một trong những phần khó khăn nhất của việc phát triển những robot nhỏ này là để chúng di chuyển tự động, cần phải làm gì đó về khả năng cảm biến và tính toán hạn chế của chúng. Đội nghiên cứu, bao gồm các nhà nghiên cứu từ TU Delft, Đại học Liverpool và Radbound University of Nijmegen, đã xem xét việc điều hướng côn trùng như một mô hình.

Tiềm năng khổng lồ

Như đã đề cập nhiều lần trên trang web này, robot đàn là một lĩnh vực đang phát triển có thể dẫn đến nhiều khả năng. Các đàn côn trùng thực tế đã được sử dụng như một mô hình cho robot nhỏ. Một robot riêng lẻ có thể bị hạn chế về khả năng, nhưng nhóm nhiều robot lại có thể cung cấp các khả năng mới. Các robot nhỏ thường ít tốn kém hơn và chúng có thể hoàn thành các nhiệm vụ mà nhiều robot lớn hơn không thể. Với việc sử dụng máy bay không người lái robot nhỏ hoạt động trong đàn, các địa điểm thảm họa có thể được khám phá và hiểu rõ hơn nhiều. Công nghệ này chưa được phát hành, nhưng các nhà nghiên cứu đang liên tục làm việc trên nó vì những khả năng tuyệt vời.

Đội nghiên cứu chung của TU Delft, Đại học Liverpool và Radbound University of Nijmegen được tài trợ bởi chương trình Trí tuệ nhân tạo tự nhiên của quỹ khoa học quốc gia Hà Lan NWO.

Một trong những lĩnh vực chính mà công nghệ này có thể được sử dụng là trong các nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ. Đội nghiên cứu đã phát triển đàn máy bay không người lái với ý tưởng sử dụng chúng trong các nhiệm vụ như vậy. Nếu đội đạt được mục tiêu của mình, các công nhân cứu hộ sẽ có thể sử dụng đàn máy bay không người lái nhỏ để khám phá một địa điểm thảm họa và báo cáo lại. Ví dụ, một tòa nhà trên bờ vực sụp đổ sẽ được khám phá bởi máy bay không người lái và chúng sẽ báo cáo lại với vị trí của những người bên trong.

Đàn máy bay không người lái nhỏ cũng có thể được trang bị máy ảnh để tìm kiếm các nạn nhân. Đội nghiên cứu đã thử nghiệm điều này bằng cách gửi máy bay không người lái vào một môi trường văn phòng trong nhà chứa hai nạn nhân giả. Thí nghiệm đã thành công và một đàn 6 máy bay không người lái đã khám phá 80% các phòng mở trong 6 phút. Nhiệm vụ này không thể thực hiện được với chỉ một máy bay không người lái.

Một lợi thế khác của việc có nhiều máy bay không người lái nhỏ là nếu một máy bay không người lái bị hỏng và không thể đưa lại hình ảnh, thì có nhiều máy bay không người lái khác có thông tin tương tự. Điều này đã được chứng minh trong thử nghiệm khi một máy bay không người lái tìm thấy một nạn nhân nhưng mất hình ảnh, và một máy bay không người lái khác đã quay lại với nó.

Thử thách lớn nhất

Kimberly McGuire là một sinh viên tiến sĩ đã làm việc trên dự án.

“Thử thách lớn nhất trong việc đạt được khám phá đàn là ở mức độ trí tuệ của các máy bay không người lái riêng lẻ,” McGuire nói. “Vào đầu dự án, chúng tôi tập trung vào việc đạt được các khả năng bay cơ bản như kiểm soát tốc độ và tránh chướng ngại vật. Sau đó, chúng tôi đã thiết kế một phương pháp để các máy bay không người lái nhỏ phát hiện và tránh nhau. Chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách trang bị cho mỗi máy bay không người lái một chip truyền thông không dây và sau đó sử dụng cường độ tín hiệu giữa các chip này – đây giống như số thanh hiển thị trên điện thoại của bạn giảm khi bạn di chuyển ra xa khỏi bộ định tuyến WiFi tại nhà. Ưu điểm chính của phương pháp này là nó không yêu cầu phần cứng bổ sung trên máy bay không người lái và nó yêu cầu rất ít tính toán.”

Phần khó khăn nhất của việc phát triển những robot đàn nhỏ này là điều hướng tự động. Điều này cực kỳ khó khăn để có được một nhóm robot nhỏ có thể điều hướng một môi trường hoàn toàn không xác định. Đây là lý do chính tại sao các nhà nghiên cứu đã quay sang côn trùng như một mô hình; chúng thường điều hướng môi trường mà không có kiến thức trước về chúng.

“Ý tưởng chính đằng sau phương pháp điều hướng mới là giảm kỳ vọng điều hướng của chúng tôi xuống mức cực đoan: chúng tôi chỉ yêu cầu các robot có thể điều hướng trở lại trạm căn cứ,” Guido de Croon, nhà điều tra chính của dự án, cho biết. “Đàn robot đầu tiên lan rộng ra vào môi trường bằng cách mỗi robot theo một hướng ưu tiên khác nhau. Sau khi khám phá, các robot quay lại một tín hiệu không dây nằm tại trạm căn cứ.”

Sự phát triển mới này chỉ là một trong nhiều sự phát triển đang xuất hiện từ lĩnh vực robot. Robot đàn là một lĩnh vực quan trọng mở ra nhiều khả năng mới.