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崎岖的地形受海狸启发的自主机器人没有问题闵宽弘

闵宽弘
2022年07月04日

崎岖的地形？受海狸启发的自主机器人没有问题

自主机器人在工厂和其他人造空间中表现出色，但是它们却在自然的随机性中挣扎。

为了帮助这些机器克服崎uneven不平的地形和其他障碍，布法罗大学的研究人员将目光投向了海狸，白蚁和其他动物，这些动物根据简单的环境线索建造建筑物，而不是遵循预先确定的计划。

UB's计算机科学与工程学助理教授Nils Napp博士说：“当海狸建造大坝时，它并没有遵循蓝图它是对流动的水做出反应。它试图阻止水的流动。”

工程与应用科学学院。“我们正在开发一种使自主机器人具有类似行为的系统。该机器人不断监视和修改其地形，以使其更具移动性。”

这项工作将在本周的“机器人：科学与系统”会议上进行的一项研究中进行描述。这项工作可能对搜救行动，火星漫游者式车辆的行星探索以及其他领域产生影响。

都是关于数学的

尽管该项目涉及动物和机器人，但其主要重点是数学：特别是开发新算法-自治机器理解其环境并解决问题所需的一组规则。

为受控环境中的自主机器人创建算法相对简单。纳普说，但是要在野外完成更加困难，因为在野外，空间是无法预测的，并且具有更复杂的模式。

为了解决这个问题，他正在研究stigmergy，这是一种生物现象，已被用来解释从白蚁和海狸的行为到Wikipedia的流行的一切。

根据stigmergy的说法，白蚁建立的复杂巢穴不是明确计划或深入沟通的结果。相反，它是一种间接协调。

最初，白蚁会在一个随机的点上沉积一层费洛蒙花边的泥球。被白蚁吸引的其他白蚁，更有可能在同一地点掉落泥球。该行为最终导致大白蚁巢。

研究人员已将此行为与Wikipedia和其他在线集体项目进行了比较。例如，一个用户在在线百科全书中创建页面。另一个用户将使用其他信息对其进行修改。随着用户构建更复杂的页面，该过程将无限期地继续。

测试自主漫游车

Napp和他的学生使用现成的组件为微型漫游车配备了摄像头，定制软件和机械臂，以提起和放置物体。

然后，他们创建了崎uneven不平的地形-随意放置的岩石，砖块和破碎的混凝土块-以模拟龙卷风或地震等灾难发生后的环境。该小组还在模拟灾区周围放置了不同尺寸的手握大小的豆袋。

研究人员随后激活了该机器人，该机器人使用Napp开发的算法来连续监视和扫描其环境。

它捡起豆袋，将它们放在岩石，砖块和混凝土之间的孔和缝隙中。最终，袋子形成一个坡道，使??机器人能够克服障碍物并到达其目标位置，即平坦的平台。

纳普说：“在这种情况下，它就像是一只海狸，在附近使用材料制造。机器人会从周围环境中汲取线索，并且它将不断修改环境，直到创建坡道为止。”

“这意味着它可以修复错误并对干扰做出反应；例如，讨厌的研究人员弄乱了半建好的坡道，就像可以修复大坝泄漏的海狸一样。”

在10个测试中，该机器人移动了33到170个袋子，每次创建一个坡道，使??其可以到达目标位置。

纳普说：“就像动物一样，机器人可以完全独立运作，并对周围环境做出反应并改变周围环境，以适应其需求。”