MIT計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）正在開發(fā)一種既能飛又能跑的機(jī)器人。
 

 

　　一支來自CSAIL的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，由8個(gè)四旋翼無人機(jī)和模擬的城市環(huán)境構(gòu)成，環(huán)境中還設(shè)置了停車場、禁飛區(qū)、起降場等設(shè)施。

 

　　這些無人機(jī)可以飛行（Of course!），也可以在地上行駛。

 

　　他們在最新論文Multi-robot Path Planning for a Swarm of Robots that Can Both Fly and Drive中展示了這個(gè)系統(tǒng)，還制作了這個(gè)視頻：

　　給一群能飛又能跑的機(jī)器人規(guī)劃路徑，似乎是個(gè)大難題，不過量子位知道，你們可能（和我一樣）更關(guān)心這群機(jī)器人本身……

 

　　所以，我們先說說這些能在地上跑的無人機(jī)。

 

　　無人機(jī)能飛就行了，為什么還要當(dāng)車用？

 

　　在天上飛和在地上跑，其實(shí)各有長短。

 

　　可飛行的無人機(jī)靈活而敏捷，然而電池續(xù)航時(shí)間通常很短，不適合長時(shí)間使用。

 

　　另一方面，地面車輛更節(jié)能，但速度緩慢，移動(dòng)靈活性不如飛機(jī)。

 

　　想想我們已經(jīng)不太熟悉了的自然界，很多鳥類、昆蟲等等動(dòng)物都是又能飛又能跑的，并不像在機(jī)器人身上這樣分工明確。

 

　　論文第一作者Brandon Araki博士說：“在許多存在障礙的環(huán)境中，同時(shí)具備飛行和行駛能力很有用。地面上有障礙時(shí)你可以飛，空中有障礙時(shí)你可以在地面行駛。普通無人機(jī)完全無法在地面上行駛，帶輪子的無人機(jī)移動(dòng)性更好，而續(xù)航時(shí)間只有略微下降。”

在這個(gè)系統(tǒng)之前，Araki開發(fā)了“飛行猴子”，這種機(jī)器人可以爬行、抓取和飛行。

 

　　雖然這種猴子機(jī)器人可以跳過障礙物，爬上爬下，但沒有辦法自己規(guī)劃路徑，朝著目的地飛行。

 

　　于是就有了這篇新論文中的路徑規(guī)劃算法。

 

　　為了解決這個(gè)問題，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多種“路徑規(guī)劃”算法，確保機(jī)器人不會(huì)相撞。

 

　　為了讓它們可以在地面上行駛，研究人員在無人機(jī)底部安裝了兩個(gè)帶輪子的小馬達(dá)。在模擬實(shí)驗(yàn)中，這種機(jī)器人在電池電量耗盡前可以飛行90米，或是行駛252米。

 

　　將地面行駛元件添加至無人機(jī)略微降低了電池續(xù)航時(shí)間，這意味著最遠(yuǎn)飛行距離減少了14%，約為300英尺。不過，由于地面行駛比飛行的能耗更低，因此行駛效率的提高抵消了額外重量導(dǎo)致的飛行距離縮短。

 

　　羅格斯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)家Yu Jingjin表示：“這項(xiàng)工作為大規(guī)模混合式交通系統(tǒng)提供了算法上的解決方案，并證明了對于現(xiàn)實(shí)世界問題的適用性。”他沒有參與這項(xiàng)研究。

 

　　Araki和CSAIL主任Daniela Rus共同開發(fā)了這個(gè)系統(tǒng)，其他參與者包括麻省理工學(xué)院本科生John Strang、Sarah Pohorecky和Celine Qiu，以及蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院高級互動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的Tobias Naegeli。

 

　　他們本月早些時(shí)候在新加坡的IEEE機(jī)器人和自動(dòng)化國際會(huì)議上展示了他們的系統(tǒng)。

 

　　Rus表示，類似這樣的系統(tǒng)表明，制造安全有效的飛行汽車并不是簡單地給汽車插上翅膀，而是在此前研究的基礎(chǔ)上給無人機(jī)增加地面行駛功能。

 

　　“當(dāng)我們開始開發(fā)飛行汽車的規(guī)劃和控制算法時(shí)，一種令人鼓舞的可能性是在小范圍內(nèi)設(shè)計(jì)具備這些能力的機(jī)器人。”Rus表示，“很明顯，關(guān)于真正能夠載客的車輛，我們?nèi)悦媾R著巨大的挑戰(zhàn)。但我們已經(jīng)看到，未來的飛行汽車可以提供快速、無擁堵的交通方式。”