最近北美大學(xué)的學(xué)生體會到了人工智能帶來的生活上的便利，他們足不出戶便可以吃到機(jī)器人送的餐，雖然這些送餐機(jī)器人看似聰明能干，但也存在明顯的缺點(diǎn)，它們不太能夠辨識方向并及時預(yù)測到前方的死胡同和障礙物。
近日，哥白尼大學(xué)工程技術(shù)研究所的研究人員解決了這個問題，他們開發(fā)了一種新算法，可以幫助機(jī)器人逃離死胡同和躲避障礙物。
這個算法的原理來自于人腦，人們?yōu)槭裁床粫趶?fù)雜的建筑中走進(jìn)死胡同呢？因?yàn)槿耸怯懈兄芰Φ?，也就是?dāng)我們看到圖標(biāo)、標(biāo)志牌時，可以評估出我們前方是否有障礙物，人腦的這種靈活性會讓我們走在路上時刻辨識方向，而不至于走到街道盡頭再去分辨。
人腦能帶著人走上正確的道路，不會浪費(fèi)時間回頭，那么機(jī)器人是否可以做到呢？
“這正是我們在開發(fā)路徑規(guī)劃算法時所基于的行為，該算法可以讓移動機(jī)器人避開死胡同”，美國國立中央大學(xué)工程技術(shù)研究所教授Tomasz Tarczewski解釋道。
“如今，移動機(jī)器人在倉庫和生產(chǎn)車間越來越普遍，盡管有特殊的路徑，但master算法協(xié)調(diào)多個機(jī)器人在一個大廳的工作，也會出現(xiàn)路徑被阻塞的情況，它們的主要問題是，它們經(jīng)常進(jìn)入所謂的死胡同，”Tarczewski教授說，“一個無碰撞通道對生產(chǎn)周期的安全至關(guān)重要。”
解決這一問題的一種方法是實(shí)施局部路徑規(guī)劃算法，以減輕避開各種類型的障礙，多虧了這些算法，機(jī)器人才有可能自動解除自己的封鎖，繼續(xù)它的路線。
“大多數(shù)這些機(jī)構(gòu)的操作原理都涉及到引入額外的算法，引導(dǎo)機(jī)器人走出死胡同。在這種方式下，由于更換了路線，移動機(jī)器人行走的距離增加，造成不必要的電力消耗，”Rafal Szczepanski解釋說。“為此，我們使用了激光雷達(dá)傳感器，即激光掃描儀，提供機(jī)器人與障礙物的距離信息。”
然后，基于這些讀數(shù)，工程技術(shù)研究所的研究團(tuán)隊開發(fā)了一個終端預(yù)測機(jī)制:機(jī)器人將可用空間的實(shí)時信息與其自身的尺寸進(jìn)行比較，并基于這些信息做出通過性的決定。為了讓機(jī)器人放棄探索不可通過的部分，它必須配備繞過它的機(jī)構(gòu)。
“一般來說，它是創(chuàng)造額外的虛擬對象，并將它們添加到現(xiàn)實(shí)中。這種技術(shù)通常用于智能手機(jī)、平板電腦上的各種應(yīng)用程序，如手機(jī)游戲、照片和視頻應(yīng)用程序以及教育玩具，”Artur Bereit說。
“它的工作原理是，當(dāng)檢測到死胡同時，就會在機(jī)器人的左側(cè)或右側(cè)創(chuàng)建一個虛擬墻或一個額外的障礙，阻止它通過，以引導(dǎo)它朝正確的方向前進(jìn)。”Rafal Szczepanski解釋道。“正是這種移動機(jī)器人和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新和跨學(xué)科結(jié)合，讓我們能夠發(fā)表我們的研究結(jié)果。”
“我們的研究團(tuán)隊在移動機(jī)器人Husarion robot 2.0 PRO中實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持的勢場法的開發(fā)算法，并進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)室測試，以證明提出的解決方案的有效性。研究結(jié)果是非常有前途的——我們證明了在移動機(jī)器人中常用的勢場算法的性能上得到了顯著改進(jìn)。
