科幻！浙大机器人蜂群公开：可独立思考自主导航，编队飞行追踪目标

梦晨 发自 凹非寺质子位 | 公寡号 QbitAI

呆板人集群自如穿越密集的竹林，那一幕不是出自影戏大片，而是正在浙江湖州真正在上演。

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作做造成的复纯环境对呆板人来说是未知的，没有事先测绘。

也没有统一的地方指挥，每一只呆板人都正在“独立考虑”，端赖算法临场反馈。

那项来自浙江大学的钻研成绩登上最新一期Science Robotics封面。

据浙江大学引见，此前的呆板人集群表演大多通过卫星定位和轨迹编码真现，由空中计较机统一控制。

那种形式下，呆板人群体一旦失去指挥就会“群龙无首”，不仅无奈保持队形还可能碰上阻碍物或互相撞碰。

此次的新成绩被Science Robtics评估为第一个能正在非构造化环境中结合、自主飞翔的集群系统。

可以正在避障之后迅速规复队形，也可以互相共同连续逃踪特定目的。

这么浙大团队是怎样作的呢？

鸟群形式

论文中引见，飞翔呆板人的钻研受植物启示，分为虫群形式和鸟群形式两种。

虫豸会作短程的反馈性止动（比如苍蝇避开苍蝇拍）。

基于反馈的虫群导航算法对算力和内存的需求更小，呆板人可以作得更小。

鸟类有更敏锐的感官和更大的脑容质，可以作历久的轨迹布局。

基于轨迹布局的鸟群导航算法有更强的机能和可扩展性，果此浙大团队选择了那一种。

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正在群体轨迹布局算法上，假如只思考空间果素会影响呆板人集群间的共同。比如通过狭窄空间时会拥堵，招致背面的呆板人必须绕路。

果此，浙大团队同时对光阳和空间作轨迹布局，操做稀疏参数劣化（sparse parametric optimization）和约束转录（constraint transcription）办法提升速度，作到真时计较。

正在穿梭高密度竹林时，那种算法可以让多个呆板人先后通过狭窄缝隙防行撞碰，无惧倾斜竹子和上下起伏的地形。

除了轨迹布局外，浙大团队改制了视觉-惯性里程计（Visual-Inertial Odometry）作群体的定位。

为了防行长距离积攒的微小误差最末组成互相撞碰，开发了分布式漂移校正算法。

每个呆板人都有完好的感知、定位、布局和控制罪能，互相之间用高保实无线通信来共享轨迹。

正在10个呆板人密集飞翔实验中，钻研人员封锁了GPS信号、久时删多阻碍物、以及人类自动烦扰都没显现撞碰。

实验所用的呆板人由浙江大学控制科学取工程学院和湖州实验室研发。

单个呆板人只要手掌大小，比一听可乐的分质还要轻。

搭载了英伟达Xavier NX模组，领有6核CPU和384核GPU及8GB内存。

但正在实验中，除了个体例外场景，CPU和GPU的运用率都保持正在40%以下，正在有限的计较资源真现了复纯止为。

将用于救灾、勘探和运输

论文第一做者为浙江大学控制科学取工程学院博士钻研生周鑫，通讯做者为该院高飞博士和许超教授。

团队成员来自科学取工程学院及湖州钻研院。

此次成绩处置惩罚惩罚了正在凌乱的野外环境中呆板人集群自主导航的问题，进步了对各类现真任务的适应性。

地震、大水和火灾中，呆板人集群可用于搜寻、引导受困者，或运送告急物资。

正在生态钻研、地量勘探中，运用呆板人集群可以盘问拜访狭窄的环境。

而开发出的自主导航算法，也可以用于火星车、月球车，以及多台货运无人机协做运输分质赶过单台运输才华的货色。

论文地址：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm5954

参考链接：[1]https://mp.weixin.qq.com/s/1gYCNzFumi-WrujCkY0kvg[2]?p=3937