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软件利用电子人群绘制未知环境

北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种软件,可以根据昆虫半机械人或“生物机器人”的移动来绘制未知环境的地图,比如倒塌的建筑物。

“我们专注于如何映射领域你有很少或没有准确的信息,每个biobot如倒塌的建筑物,你不能使用GPS技术,”埃德加Lobaton博士说,助理数控状态和电气和计算机工程教授在研究论文的资深作者。

图片由埃德加·洛巴顿拍摄。点击放大。
图片由埃德加·洛巴顿拍摄。点击放大。

洛巴顿说:“生物机器人的一个特点是,它们的运动在某种程度上是随机的。”“我们正在利用这种随机的运动来为我们工作。”

以下是这个过程在现场是如何工作的。一群生物机器人,比如远程控制蟑螂,将配备电子传感器,并释放到倒塌的建筑物或其他难以到达的地区。生物机器人最初将被允许随意移动。因为这些生物机器人无法被全球定位系统追踪,所以它们的精确位置是未知的。然而,当生物机器人相互靠近时,传感器将通过无线电波向研究人员发出信号。

一旦蜂群有机会散开,研究人员将发送一个信号,命令生物机器人继续移动,直到它们找到一堵墙或其他未被破坏的表面,然后继续沿着墙移动。这就是所谓的“跟随墙”。

研究人员多次重复这种随机运动和“沿墙移动”的循环,每当生物机器人靠近彼此时,就不断地从传感器收集数据。然后,新软件使用一种算法,将生物机器人传感器数据转换成未知环境的粗略地图。

洛巴顿说:“这将使急救人员对以前未绘制地图的地区的布局有一个很好的了解。”

如果生物机器人配备了相关传感器,该软件还将允许公共安全官员确定放射性或化学威胁的位置。

研究人员已经用计算机模拟测试了该软件,目前正在用机器人测试该程序。他们计划与北卡罗来纳州立大学研究员阿尔珀·博兹库尔特博士合作,用生物机器人测试该项目。

纸”,基于非定域机器人群的未知环境拓扑映射将于11月3日至8日在日本东京举行的国际智能机器人和系统会议上发表。该论文的主要作者是北卡罗来纳州立大学的博士生Alireza Dirafzoon。这项研究得到了国家科学基金CNS-1239243的资助。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

基于非定域机器人群的未知环境拓扑映射

作者: Alireza Dirafzoon和Edgar J. lo巴顿,北卡罗莱纳州立大学

提出了时间:2013年11月3-8日,IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议,东京,日本

文摘:测绘和探索是群体机器人系统的基本任务。当本地化信息不可用时,这些任务将变得非常具有挑战性。在本文中,我们探讨如何利用随机运动模型和弱遭遇信息来学习未知环境的拓扑信息。我们的系统行为模仿了蟑螂的概率运动模型,因为它是受当前生物(昆虫)系统的启发。我们使用代数拓扑工具来提取环境的空间信息,基于生物智能体之间的邻居相互作用,而不需要定位数据。该信息用于构建环境持久拓扑特征的地图。我们分析了估计的性能,并提出了一种运动模型的切换控制机制,以有效地提取复杂环境的特征。

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