27.09.2011

Швейцарцы научили роботов летать большой стаей

Европейские учёные добились от небольших беспилотников-роботов согласованного и аккуратного передвижения в небе, почти что крыло к крылу, словно в настоящей птичьей стае.

Летающие роботы, резвящиеся в воздухе близ Женевского озера, — это результат трудов лаборатории интеллектуальных систем (Laboratory of Intelligence Systems) технологического института в Лозанне. Разработанная в ней программа-автопилот отталкивается от компьютерного алгоритма движения стаи, придуманного ещё в 1986 году американским учёным Крейгом Рейнольдсом (Craig Reynolds).

Главный принцип этого алгоритма: каждый робот чувствует поведение соседей, но не следит за перемещением всей стаи (роя и так далее). При быстром реагировании каждого аппарата на смещение товарищей вся группа машин приобретает ту удивительную гармонию полёта, что удивляет нас в стаях птиц.

«Для формирования стаи необходимы три вещи. Вам нужно двигаться с той же скоростью и в том же направлении, что и ваши соседи, вам необходимо избегать соударений с ними, но вы должны оставаться рядом», — объясняет один из разработчиков новой системы Сабина Хоэрт (Sabine Hauert).

Все эти функции швейцарцы реализовали при помощи ряда сенсоров (гироскоп, пара датчиков давления) и радиосвязи между роботами, а к оригинальным алгоритмам Рейнольдса добавили ещё функцию миграции, чтобы стая могла целенаправленно перемещаться в заданном направлении.

В нынешней работе главной заботой учёных было достижение баланса между низким весом и простотой роботов (а также их низкой ценой) и достаточной для функционирования стаи дальностью и быстротой связи между двумя соседними машинами, дабы они не теряли контакт при резких манёврах. Как сообщает Wired, в результате швейцарцы остановились на простом канале Wi-Fi.

Более 200 полевых испытаний прошли без сбоев. При этом число беспилотников, летающих стаей, постепенно наращивали с пары до 10 штук. И это рекорд по числу одновременно летавших на открытом воздухе «стайных» роботов, утверждают швейцарцы.

Нынешний успех должен помочь продвижению проекта SMAVNET (Swarming Micro Air Vehicle Network), частью которого и является эксперимент со стаей. Его цель — построение сети миниатюрных летающих и «роящихся» роботов, которые могли бы использоваться не столько как разведчики (что не исключается), сколько в роли узлов коммуникационной сети для спасателей, работающих в зоне стихийных бедствий.

Заметим, научить крошечные самолётики откликаться на движение соседей было куда сложнее, чем в случае стаи роботов на земле. Нынешний опыт специалистов из Лозанны можно сравнить, пожалуй, только с достижением другой швейцарской научной группы — из Цюриха.

Вот только в той симпатичной работе искусственный интеллект располагался вовне «летунов» (на стационарных компьютерах), и управлял роботами по радио. В теперешнем же эксперименте каждый беспилотник был оснащён собственным «мозгом», словно настоящая птица.

На полёт группы швейцарских роботов вы можете полюбоваться в ролике ниже. Добавим только, что Сабина и её коллеги намерены развивать проект, например, добавить роботам «глаза», чтобы вся стая могла облетать препятствия. Кроме того, число роботов в стае должно быть доведено до 100.

Леонид Попов

Источники:

1. MEMBRANA