2020. 03. 02. - 11:15
Ütközéskerülést és biztos navigációt garantál a mesterséges intelligencia
Mesterséges intelligencia segíthet elkerülni az ütközéseket és a forgalmi dugókat - egy új algoritmus hozzájárulhat az önjáró autók és automatizált raktárak irányításához.
Az önjáró autók hamarosan a mindennapok részei lehetnek, ezért nagyon fontos, hogy biztonságosságuk és hibátlan navigációjuk garantált legyen. Cél, hogy az ütközés vagy a szükségtelen forgalmi dugó-okozás ne fordulhasson elő.
Ahhoz, hogy ezt lehetővé tegyék, a Northwestern Egyetem kutatói kifejlesztették az első decentralizált algoritmust ütközésmentes, a navigáció szempontjából holtpontot mellőző garanciával.
A kutatók az algoritmust 1024 robot szimulációval, illetve 100 valódi robotrajjal tesztelték laboratóriumi körülmények között. A robotok megbízhatóan, biztonságosan és hatékonyan konvergáltak, kevesebb, mint 1 perc alatt létrehoztak egy előre meghatározott formát.
„Ha sok önjáró autó van jelen az úton, természetesen nem célunk, hogy ütközzenek egymással, vagy forgalmi dugóba kerüljenek. Azzal, hogy megértjük, hogyan kontrolláljuk raj robotjainkat alakzatok kialakításához, megérthetjük azt is, hogyan lehet irányítani az autonóm járművek flottáját, amikor azok kölcsönhatásba lépnek egymással” – fejtette ki Michael Rubenstein tanulmányvezető.
Az önjáró autók biztonságosságát növelné az új algoritmus
A vizsgálatot a kutatók az IEEE Transactions on Robotics szaklapban tették közzé. Rubinstein a Northwestern Egyetem McCormick Műszaki Iskolájának számítógépes mérnökprofesszora.
A kisméretű rajrobotok előnye – szemben a nagyokkal, vagy olyan rajjal, amelynek van vezető robotja -, a központosított vezérlés hiánya, amely gyorsan válhat a kudarc középpontjává. Rubinstein decentralizált algoritmusa azonban biztonságos.
„Ha a rendszer központosított és egy robot leáll, az egész rendszer meghibásodik - mondta Rubenstein. - Decentralizált rendszerben azonban nincs olyan vezető, mely megmondja az összes többi robotnak, hogy mit kell tennie. Mindegyik a saját döntését hozza meg. Ha egy robot sikertelen a rajban, a raj továbbra is képes végrehajtani a feladatot.”
Ugyanakkor a robotoknak össze kell hangolniuk az ütközések és a forgalmi patthelyzet elkerülését. Az algoritmus rácsként látja a robotrajt, s a GPS-hez hasonló technológia alkalmazásával minden robot tisztában van azzal, hol helyezkedik el a rácson.
S mielőtt döntést hoznak arról, merre mozduljanak, szenzorokat használnak a szomszédaikkal való kommunikációhoz, meghatározva, hogy a közeli terek üresek vagy sem.
„A robotok nem mozdulnak el egy pontra, amíg az nem szabad, illetve nem tudják pontosan, hogy arra a helyre más nem mozdul rá – magyarázta Rubinstein. – Óvatosak és idő előtt lefoglalják helyeiket, hogy így fogalmazzak.”
A gondos koordináció ellenére a robotok továbbra is képesek kommunikálni és gyorsan mozogni, hogy alakzatot formáljanak. Rubenstein mindezt úgy látja el, hogy a robotokat látótávolságban tartja.
Minden robot csak három vagy négy legközelebbi szomszédját érzékeli. A teljes rajt nem látják át, s ez megkönnyíti a rendszer méretezését. A robotok helyben lépnek kölcsönhatásba egymással, hogy döntéseket hozzanak, globális információk nélkül.
Rubinstein rajában például 100 robot képes formát alkotni 1 percen belül. Néhány korábbi megközelítésben ez egy órát vett igénybe.
A szakember úgy tervezi, algoritmusának a vezető nélküli autók flottái és az automatizált raktárak is hasznát veszik majd.
László Adrienn
