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无人机通过有限的通信协作探索场景

发布时间:2018-12-06 00:04:02

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沟通是任何团队尝试协作完成任务的关键,无论是由人员还是自主机器人组成。但是,虽然人们可以使用直觉和经验来管理不可预见的情况,但机器人无法在其编程之外进行操作。

对于在野外作战的许多无人机中队而言 - 也许在具有厚实的混凝土墙的核设施中寻找辐射泄漏或映射数英里的海底 - 保持不断接触是不可能的。因此,他们的编程必须能够适应诸如不断变化的操作区域或突然失去通信等挑战。

Michael Milus Yoh和Duke大学副教授Michael Zavlanos正致力于间歇性通信协议,允许机器人暂时断开连接,在这些困难的地形中自主运行。

“通过断开与网络的连接,机器人可以覆盖不受通信限制的不同区域,”Zavlanos说。 “我们的目标是确保他们最终能够在正确协商的会议地点重新连接,以便在彼此之间传递信息。”

但是当机器人没有在预定时间到达通信点时会发生什么?其他机器人会永远等待吗?如果一下子出现一些问题,整个系统就会因机器人在不同位置相互等待而陷入僵局。

为了解决这个问题,Zavlanos以他们可以容忍通信地点到达时间的不确定性的方式编程他的机器人中队。通过这种方式,保证了通信事件的发生,并且信息最终可以以任何间歇的方式从任何机器人传播到团队中的任何其他机器人。虽然这个问题对于只有少数机器人的小型团队来说似乎很简单,但是当扩展到几十架或更多无人机时,它很快就会变得令人生畏。

“我们真正想要回答的问题是哪些机器人应该何时何地进行通信,以便信息可以无限期传播,”Zavlanos说。 “我们还希望这些机器人仅使用本地信息以分布式方式设计这些通信事件序列,即使它们在大多数情况下基本上彼此断开连接。”

Zavlanos目前的工作涉及四个自动地面机器人,搜索四种不同颜色的恒星,它们代表重要的信息。模拟还包括用于潜在通信的各种标记位置。当他们通过他们的搜索模式并相互通信时,最终一个机器人收集所有四颗星并将它们返回给用户。

“在这个特定的实验中,机器人已经预先知道他们需要完成哪些任务,”Zavlanos说。 “但我们也正在开发一种自适应版本,其中任务是实时公布的,机器人必须规划新的搜索路径,同时确保他们的通信协议保持完整。”

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