В настоящее время мобильные роботы имеют множество применений. Они служат в качестве уборщиков, проводят проверки и ищут пострадавших после стихийных бедствий. Но зачастую работники не имеют карт местности, чтобы провести робота через неизвестную территорию. К счастью исследователи уже разработали робота, который может перемещаться по неизвестной местности и одновременно отображать её — и всё это благодаря алгоритму, сообщает «WordScience.org».
На рабочем месте промышленные роботы были привычным зрелищем в течение многих лет. Например, в автомобильной сфере и изготовлении бытовой техники они оказались весьма надёжными «товарищами». Теперь же появилось новое поколение высокотехнологичных помощников — мобильные роботы используются вместо людей для изучения опасных и трудных для доступа местностях, такие как здания под угрозой разрушения, пещеры, или участки, которые были завалены после несчастного случая. Оснащённые датчиками и оптическими камерами, эти роботы могут помочь спасательной службе по поиску жертв в результате стихийных бедствий, взрывов, пожаров, а также могут измерять концентрацию вредных веществ.
Имеется только одна проблема: зачастую нет карт, чтобы показать роботам расположение препятствий и направить их по правильному маршруту. Тем не менее, такие карты имеют решающее значение для того, чтобы высокотехнологичные машины были в состоянии добраться до места, либо самостоятельно, либо при помощи пульта дистанционного управления. Исследователи из института «Fraunhofer Institute for Optronics», «System Technologies» и «Image Exploitation IOSB» в Карлсруэ уже разработали специального робота, который автономно исследует территорию и в последствии создаёт карту неизвестной местности. Робот использует специальные алгоритмы и несколько датчиков, чтобы пробивать путь через неизвестную территорию.
«Чтобы иметь возможность независимого перемещения, наш мобильный робот должен выполнить ряд требований. Он должен быть в состоянии локализовать себя в пределах своей непосредственной среды, постоянно пересчитывать свои позиции, так как он пробивается через опасную зону и одновременно создаёт карту местности», — поделился дипломированный инженер Кристиан Фрей из «IOSB». Чтобы сделать всё это возможным, он и его команда разработали алгоритм — инструментарий для робота, который работает во встроенном компьютере. Дополнительно робот оснащён различными датчиками. Датчики одометры фиксируют обороты колеса, инерциальные датчики ускоряют вычисления и измеряют расстояния. Датчики регистрируют расстояние от стен, лестниц, деревьев и кустарников, чтобы из всех препятствий выбрать самые потенциальные. Камеры и лазерные сканеры делают снимки и записи окружающей среды и помогают в процессе картографии. Алгоритмы читают различные данные, поступающие от датчиков и используют их, чтобы определить точное местоположение робота. Взаимодействие всех этих различных элементов в совокупности создаёт карту, которая в дальнейшем постоянно обновляется. Специалисты называют этот процесс одновременной локализацией и картографией, сокращённо «SLAM» («Simultaneous Localization and Mapping»).
Мобильные роботы также сталкиваются с дополнительной проблемой: найти оптимальный путь, при котором они должны будут выполнить определённые задачи. В зависимости от ситуации, это может быть самый короткий и быстрый путь, или, возможно, наиболее энергетически эффективный, при котором используется минимальное количество топлива. При планировании высокотехнологичные помощники должны учитывать ограничения мобильности, такие как ограниченный радиус поворота, при которых робот должен обходить стороной препятствия. Также при изменении окружающей обстановки, например в результате падения каких-либо предметов или землетрясения, робот должен всё это регистрировать и далее использовать инструментарий, чтобы пересчитать свой маршрут.
«Мы сделали наш инструментарий модульным, так что не сложно будет адаптировать алгоритмы для различных типов мобильных роботов с конкретными или расширенными сценариями применений. Например, не имеет значения, какой датчик настроек используется в роботе, или на скольких колёсах он передвигается», — поделился Фрей. Программное обеспечение может быть настроено для удовлетворения потребностей индивидуальных пользователей. Фрей добавляет: «данный инструментарий подходит для всех видов ситуаций, он касается не только каких-либо происшествий. Робот имеющий данный инструментарий может быть использован в уборке улиц или замещать газонокосильщика, а также патрулировать здания или проверить газопровод на выявление слабых в нём мест». С 6 — 10 марта 2012-го года исследователи «IOSB» будет демонстрировать свою технологию мобильного робота на выставке «CeBIT».
