Yeni yöntem, çok robotlu ekiplerin diğer gezegenleri özerk ve güvenilir bir şekilde keşfetmesine olanak tanıyabilir

Robot bilimciler son yıllarda giderek daha karmaşık sistemler geliştirirken, bu sistemlerin gerçek dünya ortamlarında herhangi bir aksilik olmadan otonom olarak çalışabilmesini sağlamak çoğu zaman zorlayıcı oluyor. Bu robotlar, uzay ve diğer gezegenler de dahil olmak üzere karmaşık ortamlarda görevlendirilmek üzere tasarlandıklarında bu özellikle zordur.

Glasgow Üniversitesi’ndeki araştırmacılar yakın zamanda birden fazla geziciden oluşan ekiplerin diğer gezegenleri bağımsız ve güvenilir bir şekilde keşfetmesine olanak tanıyan yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem, bir kağıt tarihinde önceden yayınlandı arXivbir ekipteki farklı robotlar için verimli rotalar planlamak amacıyla görüntüleme verileri, haritalar ve sensörler tarafından toplanan bilgiler dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan elde edilen verileri içerir.

Makalenin ilk yazarı Sarah Swinton, Tech Xplore’a şunları söyledi: “Mars yüzeyini keşfetmek için tek bir gezici yerine gezegen keşif gezicilerinden oluşan bir ekip kullanmak, bir görevin bilimsel yeteneklerini büyük ölçüde artırabilir.” “Dünya ile Mars arasındaki iletişim gecikmeleri, insanların hareket eylemlerini gerçekleştirmesini son derece zor ve zaman alıcı hale getirdiğinden, tüm gezegensel keşif gezicilerinin bir miktar özerklik kullanması gerekir. Gezicilerden oluşan bir ekip kullanmak, özerkliğe daha fazla vurgu yapar, çünkü İnsan operatörler için davranışlarını koordine etme zorluğu artıyor.”

Swinton ve işbirlikçileri tarafından yapılan son çalışmanın temel hedefi, robotikte uzun süredir devam eden bir araştırma problemini etkili bir şekilde çözmekti: Çok robotlu otonom gezegen keşif görevleriyle etkili bir şekilde mücadele etmek. Bunu yapmak için ekip, uzay araştırmaları için tasarlanmış küçük robotlar olan birkaç geziciden oluşan bir ekibin Mars yüzeyinin bir alanını otonom, güvenli ve verimli bir şekilde keşfetmesine olanak tanıyan çok gezici bir görev planlayıcı geliştirdi.

Swinton, “Önerdiğimiz yöntem, bir robot ekibinin Mars yüzeyini iki temel aşamada otonom olarak keşfetmesine olanak tanıyor: harita oluşturma ve görev planlama.” diye açıkladı. “İlk olarak, Mars Yörünge Keşif Aracı’ndan alınan veriler kullanılarak çevrenin bir haritası oluşturuldu. Özellikle NASA’nın Perseverance gezgininin şu anda çalışmakta olduğu Jezero Krateri’nden gelen verileri kullandık.”

Ekibin planlayıcısı, gezicilerin Mars’ta keşfedeceği ortamın bir haritasını oluşturduktan sonra onu analiz ediyor ve farklı bölgelere bölerek, gezicilerin güvenli bir şekilde geçebileceği araziye sahip kısımları vurguluyor. Daha sonra planlayıcı, gezicilerin araştırdıkları ortamdaki belirli alanlarda bilimsel açıdan ilgi çekici konumlarla karşılaşma olasılığını vurgulayan bir olasılık dağılım haritası yerleştirir.

Swinton, “Bu noktalar, gezicilerin örnek almasını istediğimiz kayaları temsil edebilir” dedi. “Bu harita oluşturulduktan sonra, görev planlayıcımız ilgi çekici noktaları bulma olasılığını artıracak etkili bir rota belirlemek için çevreyi araştırıyor. Daha sonra gezici ekibinin her üyesi için koordineli bir dizi güvenli yol belirleniyor.”

Swinton ve meslektaşları tarafından geliştirilen çoklu gezici görev planlayıcının, daha önce geliştirilen yaklaşımlara göre çeşitli avantajları vardır. Planlayıcı, gezicilerin güvenli bir şekilde seyahat edebilecekleri araziyi tanımlamanın ve otonom operasyonları için yolları planlamanın yanı sıra, bilimsel açıdan ilgi çekici alanların nerede olabileceği hakkında da bilgi sağlıyor.

“Gezici ekibimiz 22.500 m’yi kapsayan tam görev alanını güvenli ve verimli bir şekilde arayabilir² Swinton şöyle konuştu: “Ayrıca her gezicinin, bir gezegen keşif gezicisinin ‘insan incelemesi olmadan katedilen en uzun mesafe’ için mevcut rekorla karşılaştırılabilecek otonom bir sürüş mesafesini kat ettiğini belirtmekte fayda var. Çalışmamız ayrıca, tek bir gezici üzerinde bir gezici ekibinin kullanılmasıyla arama verimliliğinin arttığını gösterdi.”

Swinton ve meslektaşları haritalama ve planlama yaklaşımlarını, rastgele oluşturulmuş bir dizi olasılık dağılım haritası kullanılarak gerçekleştirilen bir dizi test ve simülasyonda değerlendirdiler. Sonuçları son derece umut vericiydi ve yöntemlerinin beş geziciden oluşan bir ekibin 22.500 m2’lik bir alanı otonom olarak keşfetmesine izin verebileceğini öne sürdü.² Yaklaşık 40 dakika içinde Mars’a ulaşacak.

Planlayıcı şu ana kadar Mars’ın keşfine uygulanmış olsa da, gezegensel keşiflerin ötesinde diğer görevlere de uygulanabilir. Örneğin, yalnızca ilgilenilen ortamın bir haritasını ve robotların kurtarılacak insanlarla karşılaşma olasılığının en yüksek olduğu yerleri vurgulayan bir olasılık dağılım haritasını kullanarak, arama ve kurtarma operasyonları sırasında birden fazla yer robotunun çabalarını koordine etmeye de yardımcı olabilir. veya yardıma ihtiyacı olanlar.

Swinton ve meslektaşları, sonraki çalışmalarında metodolojilerini daha da geliştirip test etmeyi ve aynı zamanda birden fazla robotun otonom çalışmasını destekleyecek diğer hesaplama araçları üzerinde çalışmayı planlıyor. Bu araçlar aynı zamanda çok robotlu ekiplerin hata toleransını artıracak yöntemleri de içerecek.

Swinton, “Gezegen keşif gezici görevlerinde hata ve başarısızlıkların etkileri ciddi bir endişe kaynağıdır” diye ekledi. “Gezegensel keşif robotlarından oluşan bir ekibin güvenilir sayılması için, robotların kendilerindeki ve/veya takım arkadaşlarındaki hataları teşhis edebilmesi gerekir. Yalnızca hatalar teşhis edildikten sonra, arızanın görev üzerindeki etkisini azaltmak için kurtarma eylemi gerçekleştirilebilir. sonuçları.”

© 2024 Science X Ağı