Новый алгоритм позволяет роботам двигаться и действовать быстро, эффективно и максимально безопасным образом
Для создания будущего человечества, которое будет буквально заполнено роботами и всякими "умными" системами, требуется, чтобы эти роботы и системы искусственного интеллекта должны иметь "инстинкты", позволяющие им избегать столкновений с препятствиями и друг с другом во время движения. Однако, если эти инстинкты будут чересчур сильны, роботы будут слишком медлительными, что отрицательно скажется на эффективности их действий. Для решения описанной проблемы группа исследователей из Технологического института Джорджии разработала специализированный алгоритм, который постоянно стремится найти оптимальный баланс между скоростью и безопасностью, что позволяет роботам всегда действовать с высокой эффективностью.
Предотвращение столкновений - это главный аспект работы систем всех транспортных средств и других робототехнических устройств, способных передвигаться полностью самостоятельно, в автоматическом режиме. Некоторые из разработчиков систем управления для автомобилей-роботов умышленно позволяют им совершать мелкие нарушения правил движения в случае обнаружения опасности столкновения.
"Если в каком-нибудь месте собирается достаточно многочисленная группа роботов, то они настолько сильно сосредотачиваются на процессе предотвращения столкновений, что, в конечном счете, они перестают двигаться вообще" - рассказывает Магнус Эгерштедт (Magnus Egerstedt), ученый-робототехник, - "Обширный набор правил поведения, имеющий отношение к безопасности движения, слишком уж сильно ограничивает их возможности".
Группа Магнуса Эгерштедта разработала ряд алгоритмов, работа которых позволяет группе роботов перемещаться с большой скоростью, одновременно приближаться к заданной точке, не сталкиваясь при этом и абсолютно не мешая друг другу. По существу этот алгоритм производит моментальный выбор из ряда безопасных положений робота, который ведет каждого робота к заданной цели, допуская при этом минимальные отклонения от установленных правил безопасности.
"По сути, алгоритм динамически, в зависимости от скорости движения и ряда других параметров, уменьшает размер "личного" безопасного пространства каждого из роботов" - рассказывает Магнус Эгерштедт, - "Наша система позволяет роботам, имея минимальные отклонения от их поведения, обусловленного правилами безопасности, быстро и эффективно выполнить поставленную задачу и не столкнуться друг с другом".
На приведенном ниже видеоролике демонстрируется эффективность работы новой системы, которая одинаково хорошо работает как с группой из четырех роботов, так и с группой из восьми роботов. И даже если вдруг на поле появляется "игрок", не следующий общим правилам поведения, то остальные роботы будут стремиться выполнить поставленную им задачу, держась на дистанции от "нарушителя".
Следует отметить, что разработанная учеными технология не гарантирует абсолютной безопасности движения роботов, что подтверждается несколькими инцидентами, произошедшими во время испытаний. Однако существующие технологии управления для автомобилей так же не гарантируют этого, лишь стремясь свести к минимуму вероятность столкновения.
"Нам не доводилось еще наблюдать скоплений из сотен и тысяч автомобилей-роботов на дорогах" - рассказывает Магнус Эгерштедт, - "Существующие системы управления такими автомобилями весьма консервативны, они не позволят автомобилю сдвинуться с места в случае наличия даже малейшей опасности. Все это приведет к тому, что на дорогах, по которым будут передвигаться автомобили-роботы, постоянно будут возникать заторы и пробки, ликвидировать которые не смогут самостоятельно даже самые высокоинтеллектуальные автоматические системы".
Предотвращение столкновений - это главный аспект работы систем всех транспортных средств и других робототехнических устройств, способных передвигаться полностью самостоятельно, в автоматическом режиме. Некоторые из разработчиков систем управления для автомобилей-роботов умышленно позволяют им совершать мелкие нарушения правил движения в случае обнаружения опасности столкновения.
"Если в каком-нибудь месте собирается достаточно многочисленная группа роботов, то они настолько сильно сосредотачиваются на процессе предотвращения столкновений, что, в конечном счете, они перестают двигаться вообще" - рассказывает Магнус Эгерштедт (Magnus Egerstedt), ученый-робототехник, - "Обширный набор правил поведения, имеющий отношение к безопасности движения, слишком уж сильно ограничивает их возможности".
Группа Магнуса Эгерштедта разработала ряд алгоритмов, работа которых позволяет группе роботов перемещаться с большой скоростью, одновременно приближаться к заданной точке, не сталкиваясь при этом и абсолютно не мешая друг другу. По существу этот алгоритм производит моментальный выбор из ряда безопасных положений робота, который ведет каждого робота к заданной цели, допуская при этом минимальные отклонения от установленных правил безопасности.
"По сути, алгоритм динамически, в зависимости от скорости движения и ряда других параметров, уменьшает размер "личного" безопасного пространства каждого из роботов" - рассказывает Магнус Эгерштедт, - "Наша система позволяет роботам, имея минимальные отклонения от их поведения, обусловленного правилами безопасности, быстро и эффективно выполнить поставленную задачу и не столкнуться друг с другом".
На приведенном ниже видеоролике демонстрируется эффективность работы новой системы, которая одинаково хорошо работает как с группой из четырех роботов, так и с группой из восьми роботов. И даже если вдруг на поле появляется "игрок", не следующий общим правилам поведения, то остальные роботы будут стремиться выполнить поставленную им задачу, держась на дистанции от "нарушителя".
Следует отметить, что разработанная учеными технология не гарантирует абсолютной безопасности движения роботов, что подтверждается несколькими инцидентами, произошедшими во время испытаний. Однако существующие технологии управления для автомобилей так же не гарантируют этого, лишь стремясь свести к минимуму вероятность столкновения.
"Нам не доводилось еще наблюдать скоплений из сотен и тысяч автомобилей-роботов на дорогах" - рассказывает Магнус Эгерштедт, - "Существующие системы управления такими автомобилями весьма консервативны, они не позволят автомобилю сдвинуться с места в случае наличия даже малейшей опасности. Все это приведет к тому, что на дорогах, по которым будут передвигаться автомобили-роботы, постоянно будут возникать заторы и пробки, ликвидировать которые не смогут самостоятельно даже самые высокоинтеллектуальные автоматические системы".
