Az új módszer lehetővé teheti a multirobot csapatok számára, hogy önállóan és megbízhatóan fedezzenek fel más bolygókat | EatchbQ

Az új módszer lehetővé teheti a multirobot csapatok számára, hogy önállóan és megbízhatóan fedezzenek fel más bolygókat

Ezt a cikket a Science X’s szerint felülvizsgálták szerkesztési folyamat
és irányelveket.
Szerkesztők a következő jellemzőket hangsúlyozta, és egyben biztosította a tartalom hitelességét:

tényekkel ellenőrizve

előnyomat

megbízható forrás

lektorált


A rocker forgóvázas runt roverre esett a választás, mivel kis formájú, és kész alkatrészeket használ. Köszönetnyilvánítás: Sarah Swinton.

× Bezárás


A rocker forgóvázas runt roverre esett a választás, mivel kis formájú, és kész alkatrészeket használ. Köszönetnyilvánítás: Sarah Swinton.

Míg a robotikusok az elmúlt évtizedek során egyre kifinomultabb rendszereket fejlesztettek ki, gyakran kihívást jelent annak biztosítása, hogy ezek a rendszerek a valós világban önállóan működhessenek szerencsétlenségek nélkül. Ez különösen nehéz, ha ezeket a robotokat összetett környezetben való bevetésre tervezték, beleértve az űrt és más bolygókat is.

A Glasgow-i Egyetem kutatói a közelmúltban új módszert fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi, hogy több roverből álló csapatok önállóan és megbízhatóan fedezzenek fel más bolygókat. Ez a módszer, amelyet a papír adott arXivKülönböző forrásokból származó adatokat tartalmaz, beleértve a képadatokat, térképeket és érzékelők által gyűjtött információkat, hogy hatékony útvonalakat tervezzenek a különböző robotok számára egy csapatban.

“Ha egyetlen marsjáró helyett bolygókutató-roverekből álló csapatot használnak fel a Mars felszínének felderítésére, ez nagymértékben bővítheti egy küldetés tudományos képességeit” – mondta Sarah Swinton, a cikk első szerzője a Tech Xplore-nak. “Minden bolygókutatónak bizonyos fokú autonómiát kell alkalmaznia, mivel a Föld és a Mars közötti kommunikációs késések rendkívül megnehezítik és időigényessé teszik az emberek számára a meghajtási műveletek végrehajtását. A roverek csapatának alkalmazása további hangsúlyt fektet az autonómiára, mivel nehézségekbe ütközik a koordináció viselkedésük nő az emberi kezelők számára.”

Swinton és munkatársai nemrégiben készített tanulmányának elsődleges célja egy régóta fennálló kutatási probléma hatékony megoldása volt a robotikában: az autonóm bolygókutatási küldetések hatékony kezelése több robottal. Ennek érdekében a csapat kifejlesztett egy több roverből álló küldetéstervezőt, amely lehetővé teszi egy több roverből, űrkutatásra tervezett kis robotokból álló csapat számára, hogy önállóan, biztonságosan és hatékonyan fedezze fel a Mars felszínének egy részét.

“Az általunk javasolt módszer lehetővé teszi, hogy egy robotcsapat autonóm módon fedezze fel a Mars felszínét két kulcsfontosságú fázison keresztül: a térképkészítés és a küldetéstervezés során” – magyarázta Swinton. “Először a Mars Reconnaissance Orbiter adatainak felhasználásával készítik el a környezet térképét. Kifejezetten a Jezero-kráter adatait használtuk fel, ahol jelenleg a NASA Perseverance roverje működik.”

Miután elkészítették a Marson felfedezni kívánt környezet térképét, a csapat tervezője elemzi azt, és különböző régiókra osztja, kiemelve a terep azon részeit, amelyeken a roverek biztonságosan áthaladhatnak. Ezt követően a tervező egy valószínűségi eloszlási térképet fed le, amely rávilágít annak valószínűségére, hogy a roverek tudományos érdeklődésre számot tartó helyekkel találkoznak a feltárt környezet meghatározott helyein.

“Ezek a pontok olyan kőzeteket képviselhetnek, amelyekről azt szeretnénk, hogy a roverek mintát vegyenek” – mondta Swinton. “Miután elkészült ez a térkép, küldetéstervezőnk átkutatja a környezetet, hogy azonosítson egy hatékony útvonalat, amely növeli az érdeklődésre számot tartó helyek megtalálásának valószínűségét. Ezután a rovercsapat minden tagja számára azonosítják a biztonságos útvonalak összehangolt készletét.”

A Swinton és munkatársai által kifejlesztett többjárós küldetéstervező számos előnnyel rendelkezik a korábban kifejlesztett megközelítésekhez képest. A tervező amellett, hogy kijelöli a terepet, ahol a roverek biztonságosan közlekedhetnek, és megtervezi az autonóm működésükhöz szükséges útvonalakat, információkat nyújt arról is, hogy hol lehetnek a tudományos érdeklődésre számot tartó helyek.

“Rover csapatunk képes biztonságosan és hatékonyan átkutatni egy teljes küldetési helyszínt, 22500 méteren2 Viszonylag rövid időn belül” – mondta Swinton. „Azt is érdemes megjegyezni, hogy minden egyes rover autonóm vezetési távolságot tesz meg, amely összemérhető a bolygókutató rover „leghosszabb emberi beavatkozás nélkül megtett távolságának” jelenlegi rekordjával. Munkánk azt is megmutatta, hogy a keresés hatékonysága javult, ha egy rover csapatot használtunk egyetlen rover helyett.”

Swinton és munkatársai egy sor tesztben és szimulációban értékelték feltérképezési és tervezési megközelítésüket véletlenszerűen generált valószínűségi eloszlási térképek segítségével. Eredményeik nagyon ígéretesek voltak, ami arra utal, hogy módszerük lehetővé teszi, hogy egy öt fős roverből álló csapat önállóan tárjon fel egy 22500 méteres területet.2 körülbelül 40 percen belül a Marson.

Míg a tervezőt eddig a Mars feltárására használták, a bolygókutatáson túl más küldetésekre is felhasználható. Például segíthet koordinálni több földi robot erőfeszítéseit a kutatási és mentési műveletek során, egyszerűen csak egy térkép segítségével, amely az érdeklődésre számot tartó környezetet ábrázolja, valamint egy valószínűségi eloszlási térképet, amely kiemeli azokat a helyeket, ahol a robotok a legnagyobb valószínűséggel találkoznak megmentendő emberekkel vagy akinek segítségre van szüksége.

Következő tanulmányaik során Swinton és kollégái módszertanuk továbbfejlesztését és tesztelését tervezik, miközben más számítási eszközökön is dolgoznak, amelyek több robot autonóm működését támogatják. Ezek az eszközök olyan módszereket is tartalmaznak, amelyek javítják a több robotból álló csapatok hibatűrését.

“A hibák és a kudarcok hatásai komoly aggodalomra adnak okot a bolygójárók küldetéseiben” – tette hozzá Swinton. “Ahhoz, hogy a bolygókutató robotokból álló csapatot hitelesnek lehessen tekinteni, a robotoknak képesnek kell lenniük önmagukban és/vagy csapattársaikban fellépő hibák diagnosztizálására. Csak a hibák diagnosztizálása után lehet helyreállító intézkedéseket tenni a hiba által kifejtett hatások enyhítésére. a küldetés eredménye.”

Több információ:
Sarah Swinton és mtsai, Új módszertan az autonóm bolygókutatáshoz több robotos csapatok segítségével, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.12790

A folyóirat információi:
arXiv


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *