Inteligentny rój odkorkuje miasta

Naukowcy z Northwestern University opracowali nowatorski algorytm sterowania, który zapewnia gwarancję synchronizacji ruchu robotów bez wzajemnych zderzeń.

Jego możliwości zaprezentowali za pomocą roju maszyn, które bezpiecznie uformowały pożądany szyk w ciągu zaledwie 60 sekund. Nowe oprogramowanie sterujące jest określane przez jego wynalazców jako pierwszy zdecentralizowany algorytm z gwarancją braku kolizji i zakleszczeń.

- Jeśli system jest scentralizowany, a dany robot przestaje działać, oznacza to awarię całego układu - powiedział Michael Rubenstein, który prowadził badania - W systemie zdecentralizowanym żaden lider nie wydaje rozkazów pozostałym maszynom. Każda z nich podejmuje własne decyzje. Jeżeli jeden robot zawiedzie, rój jako całość nadal może wykonywać powierzone mu zadanie, co wpływa pozytywnie na niezawodność.

Algorytm opracowany na Northwestern University interpretuje teren jako siatkę, a każdy z jego członków jest wyposażony w czujniki lokalizacyjne, które pozwalają określić pozycję w siatce w danym momencie. Inne sensory umożliwiają identyfikację innych jednostek w pobliżu, co pozwala określić, czy mogą zająć sąsiednią przestrzeń.

- Każdy robot wyczuwa tylko trzech lub czterech swoich najbliższych "współpracowników" - wyjaśnił Rubenstein - Nie referuje się więc do całego roju, co ułatwia skalowanie systemu. Roboty współdziałają lokalnie, aby podejmować decyzje bez wykorzystania globalnych danych.

Zawężenie interpretowanego obszaru pozwala poruszać się znacznie szybciej w celu uzyskania pożądanego kształtu. W eksperymentach zrealizowanych z pomocą stu maszyn udało się stworzyć ustaloną formację w ciągu zaledwie minuty, podczas gdy poprzednie podejścia wymagały nawet godziny. Badacze postanowili również przeprowadzić symulacje komputerowe z udziałem tysiąca jednostek, których wyniki okazały się równie optymistyczne.

Poprzez zrozumienie w jaki sposób sterować roje w celu osiągania określonych kształtów naukowcy mają nadzieję opracować metody kontroli floty pojazdów autonomicznych podczas ich wzajemnych interakcji.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie IEEE Transactions on Robotics, a zsynchronizowane jednostki można zobaczyć w akcji na poniższym filmie.

(rr)