Дрон научили быстро летать с готовностью перейти на запасной маршрут
Инженеры научили малые беспилотники быстро летать в сложной обстановке с неполными данными о местности, простраивая на лету запасной безопасный маршрут. Если дрон не сможет продолжить эффективный и быстрый маршрут, построенный системой заранее, то он перейдет на запасной план до критической точки расхождения траекторий. Статья доступна на arXiv.org, кратко о работе рассказывает MIT News.
Разработчики современных беспилотников (как беспилотных летательных аппаратов, так и автомобилей), как правило, ориентируются на принцип «единственный оптимальный и безопасный маршрут». Обычно беспилотник для этого непрерывно собирает данные об окружающей среде и постоянно чуть корректирует траекторию движения. Несмотря на очевидные плюсы подобного подхода, в нем есть и свои минусы — такие системы часто требуют огромных вычислительных ресурсов для обработки информации с датчиков в реальном времени, что плохо подходит для малых беспилотников из-за невозможности установки мощного компьютера, и при этом практически неспособны «думать» наперед, что снижает общую скорость передвижения.
Инженеры из Массачусетского технологического института создали алгоритм оптимизации FASTER, который оптимизирует маршрут движения беспилотника, заранее учитывая запасную траекторию и точки торможения для схода на нее. Работает система следующим образом — беспилотник на лету сканирует окружающее пространство в небольшом радиусе, строя трехмерную карту с неполной информацией — система знает, какие области пространства вокруг заняты объектами, какие свободны (то есть доступны для полета), а какие — неизвестны (например, область помещения за углом).
Алгоритм с учетом известной информации о занятом пространстве строит полную траекторию полета, а также медленную безопасную траекторию в качестве запасного плана — она учитывает возможность полной остановки, если за углом неожиданно окажется препятствие. Затем планировщик сопоставляет эти траектории, чтобы определить точку торможения на основной траектории для перехода на безопасный маршрут. Благодаря этому первый отрезок до точки торможения дрон может преодолевать с большой скоростью и без необходимости коррекции в реальном времени — вместо этого управляющий алгоритм должен собрать и обработать необходимую информацию до прибытия беспилотника в потенциальную точку торможения.
Если дрон успел запланировать для следующего отрезка пути новые траектории безопасного и быстрого маршрутов, то он продолжит лететь без остановки на большой скорости. Если по каким-то причинам беспилотник не может продолжить движение с большой скоростью — он перейдет в точке торможения на запасной маршрут и замедлится, предотвращая столкновение с препятствием.
Разработчики считают, что их алгоритм сможет помочь, например, при поиске потерявшихся в лесу людей — полет между деревьями традиционно одна из самых тяжелых задач для автономных систем управления беспилотниками.
Другим способом оптимизировать траекторию полета может быть замена датчиков на принципиально другие, требующие обработки значительно меньшего потока данных. Для этого, например, подходит событийная камера. Швейцарские инженеры ранее показали, что квадрокоптер, оснащенный такой камерой, способен быстро увернуться даже от брошенного в него мяча.
Николай Воронцов
Управлять им может один человек
Инженеры из немецкого стартапа FORMIC Transportsysteme разработали полуавтоматическую систему для транспортировки тяжелых крупногабаритных грузов. Ее основной компонент — шестиколесные роботизированные платформы, каждая из которых способна перевозить на себе до 2,5 тонн груза. Несколько робоплатформ могут объединяться в единую группу с грузоподъемностью до 37,5 тонн, автоматически отслеживая и синхронизируя движения между собой, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Когда в ограниченном пространстве производственного цеха требуется переместить объект, который имеет большие габариты и массу (крупногабаритный станок или другое тяжелое промышленное оборудование), то в такелажных работах задействуют подкатные роликовые системы перемещения. Они представляют собой отдельные небольшие тележки на роликах с плоской опорой для груза сверху. Несколько тележек подкатываются под груз и каждая принимает часть общей массы на себя. Однако существенным минусом такого подхода остается необходимость вручную контролировать дальнейшее перемещение груза. Инженеры из стартапа FORMIC Transportsysteme, созданного на базе Технологического института Карлсруэ, разработали роботизированный вариант подкатных платформ, с помощью которых можно автоматизировать процесс перемещения массивных крупногабаритных грузов. Каждая платформа представляет собой отдельного самодвижущегося робота на шести колесах — по три с каждой стороны. Благодаря такой конструкции робоплатформа способна двигаться вперед, назад, разворачиваться на месте, а также преодолевать небольшие неровности, встречающиеся на пути. https://www.youtube.com/watch?v=6JOdteRghJg Самостоятельно каждая платформа системы может перемещать на себе груз массой до 2,5 тонн и может поднимать грузы, расположенные на минимальной высоте от пола около 25 мм. Отдельные платформы способны объединяться в группу и действовать совместно как единое целое. В этом случае модули отслеживают и синхронизируют свое взаимное положение и перемещение с помощью встроенных видеокамер, а также обмениваясь радиосигналами. Управляет системой оператор с помощью пульта с джойстиками, на экране которого отображается текущее положение всех модулей, а также их взаимная ориентация относительно друг друга. К примеру, можно заставить платформы повернуть груз на месте вокруг вертикальной оси, проходящей через выбранную оператором точку. Для того чтобы выполнить эту команду, все составляющие группу модули автоматически разворачиваются на месте на нужные углы таким образом, чтобы их совместное движение в результате приводило к повороту установленного на них объекта вокруг заданной точки. Благодаря этому можно совершать точные маневры с грузом в ограниченном пространстве. https://www.youtube.com/watch?v=sKYYZj0_y0g На данный момент максимальное возможное число модулей в рое ограничено пятнадцатью из соображений безопасности управления ими, но в будущем количество может быть увеличено. Общая грузоподъемность пятнадцати робоплатформ составляет 37,5 тонн, однако, по словам разработчиков, для большинства работ будет достаточно трех, а управлять перемещением груза может один человек. Старт продаж системы должен начаться в этом году. А вот если груз упакован в контейнеры массой не более 25 килограмм, то не исключено, что работу с таким грузом в недалеком будущем можно будет доверить человекоподобному роботу Apollo, разрабатываемому американской компанией Apptronik. Несмотря на то, что Apollo позиционируется как робот общего назначения, на первое время его основной деятельностью должна стать работа с грузами на складах и в производственных помещениях.