導讀: 或許大多數(shù)人都沒有考慮過這世上有大多機器人可能帶來的問題和隱患——你要將大量時間浪費在避免它們之間的互相碰撞上,更糟糕的是,在這個過程中,它們還不能正常地完成任務。


或許大多數(shù)人都沒有考慮過這世上有大多機器人可能帶來的問題和隱患——你要將大量時間浪費在避免它們之間的互相碰撞上,更糟糕的是,在這個過程中,它們還不能正常地完成任務。
在佐治亞理工學院,Li Wang、Aaron D.Ames教授和Magnus Egerstedt教授一直在致力于研發(fā)讓大量機器人在四周移動,還不擋道、不碰撞到其他機器人的方法。這對像筆者這樣家里有37個Roomba掃地機器人的用戶而言至關重要。當然,如果在未來,大街小巷跑的全是無人駕駛汽車的話,這個方法也是非常重要的。
在這個領域,要解決的最根本的問題就是機器人的偏執(zhí)癥。當機器人四處走動的時候,為了安全著想,它們會基于感應器為自己設置一個“恐慌區(qū)”,一旦外界有物體進入了這片區(qū)域,它們就會很偏執(zhí)地感到“恐懼”,并停止移動。試想,如果一個區(qū)域內僅有兩個機器人的話,它們會與彼此保持一定的安全距離,互不干涉;但是隨著機器人數(shù)量的增加,它們的“恐慌區(qū)”相交的幾率會增高,到了某一個閾值后它們的“恐慌區(qū)”就會重合。如果這個情況發(fā)生在全球范圍內,你就會目睹全世界的機器人都癱瘓的反?,F(xiàn)象。對此,佐治亞理工學院研發(fā)團隊表示:“因為機器人的數(shù)量增多了,要執(zhí)行的任務的難度也增大了,所以只用一個控制器同時完成不同的任務將變得愈發(fā)困難,其中可能涉及的任務包括物體塑形、避免碰撞以及連通性維護。”

傳統(tǒng)意義上的機器人在完成任務的過程中,會使用幾種不同的控制器。其中,主要控制器專注于讓機器人完成任務,比如服從像“去那兒”這樣的命令。第二重控制器,即安全控制器,它確保了主要控制器能夠正常工作,這樣機器人就不會撞到其他物體。在大多數(shù)時候,安全控制器都沒有運行,但是一旦它察覺到機器人面臨著被撞的風險后,它就會越俎代庖,代替主要控制器控制機器人的行動。這時,問題就來了——安全控制器啟動后,機器人將一直處于避免碰撞的“安全模式”,這大大阻礙了正常任務的完成。
為了解決這個問題,佐治亞理工學院的研發(fā)團隊為移動機器人設計了一款安全控制器,它對主要控制器的妨礙沒有那么大,這意味著“只有在碰撞一觸一發(fā),或是連通性的損失已經迫在眉睫的情況下,安全控制器才能控制機器人做出避免碰撞的行動”。為了在幾個機器人中測試他們的算法,這個研發(fā)團隊利用瑞士公司K-Team研發(fā)的小型移動機器人KheperaIII做了實驗。在理想狀態(tài)下,安全控制器會一直運作,但是當你想讓控制器能在“完成復雜的任務”的同時,還能實現(xiàn)“避免碰撞以及保持連通性”的話,難度就大了。

科學家們認為,類似這樣的技術會變得越來越重要,因為在不久的未來,無人駕駛汽車會充斥著我們的大街小巷,而天上也會有越來越多的無人機。機器人的安全措施自是重要,但是當它們不能在保障自身安全的同時,靠譜地完成任務的話,不管人類最終擁有了多少機器人,它們能發(fā)揮的作用也將十分有限。