​自主探索无需人工干预 卡内基梅隆大学新一代探险机器人来了

卡内基梅隆大学机器人研究所的一支研究小组,正致力于创建下一代探险型机器人。目前这个名为"自主探索研究小组"的团队已经开发出了一套机器人系统和规划器,使得机器人能够更迅速地进行探索,探索未知环境中的隐蔽角落,并创建更准确、更详细的地图。这些系统使得机器人能够自主执行这些任务,在没有人类干预的情况下找到前进的方向并创建地图。

机器人研究所科学家张骥指出:"你可以将机器人放置在各种环境中,比如商场或者灾后的建筑物,然后它就可以开始行动了。"该系统能够实时地在探索的同时规划下一步的行动,同时将所有这些信息绘制在地图上。这一切不需要人们亲自进入这个环境中,只需要让机器人自主地进行探索和地图绘制即可。

该团队已经投入了三年多的时间进行勘探系统的研发。他们已经在多个场景下进行了勘探和地图绘制,包括地下矿井、停车场、柯汉大学中心以及卡内基梅隆大学校园的室内和室外区域。这套系统几乎可以连接到任何机器人平台上,使得它们成为现代探险者。研究小组进行了大量测试,使用了改装的电动轮椅和无人机等。

机器人可以通过该系统进行三种探索模式。在一种模式下,人类可以控制机器人的运动和方向,而自主系统会确保它不会与墙壁、天花板或其他物体碰撞。在另一种模式下,人们可以在地图上选择一个点,机器人会自动导航到那个点。第三种模式则是纯粹的探索,机器人会自主出发,探索整个区域并绘制地图。

机器人研究所教授豪伊-乔塞特补充道:"这是一个非常灵活的系统,适用于各种应用,从送货到搜救等等。

该研究小组将三维扫描激光雷达传感器、前视摄像头和惯性测量单元传感器与探索算法相结合,使得机器人能够了解自己的位置、走过的地方以及下一步该去哪里。这套系统比之前的方法更加高效,能够生成更完整的地图,并将算法运行时间缩短了一半。

这一新系统可以在光线不足、通讯不畅等恶劣条件下工作,如洞穴、隧道和废弃建筑物。在DARPA的地下挑战赛中,卡内基梅隆大学和俄勒冈州立大学的"探索者团队"就使用了该小  组开发的一个版本的探索系统。虽然探索者团队在比赛的最终排名中名列第四,但由于绘制了更多的地图区域,他们赢得了"勘探最多区段奖"。

目前该探险机器人采用开源设计,开发人员没有保留任何东西,而团队设计之初也是希望通过构建自主探索的机器人来为社会做贡献。这是一种基本能力,一旦掌握了,将能够做更多的事情。"

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