國(guó)外研發(fā)出配備光學(xué)傳感器的微型無(wú)人機(jī) 可以完全自主探索未知環(huán)境

據(jù)外媒報(bào)道，代爾夫特理工大學(xué)的研究人員展示了一群配備光學(xué)傳感器的微型無(wú)人機(jī)，它們可以完全自主探索未知環(huán)境。這一微型無(wú)人機(jī)的靈感來(lái)源于昆蟲群，它依賴于眾多價(jià)格低廉、傳感和計(jì)算技術(shù)相對(duì)有限的機(jī)器人，與單個(gè)大型無(wú)人機(jī)相比，這些機(jī)器人能夠以更大的速度和效率探索較大的區(qū)域。

“實(shí)現(xiàn)群體探測(cè)的最大挑戰(zhàn)在于無(wú)人機(jī)的個(gè)人智能水平，”參與該項(xiàng)目的博士生金伯利·麥奎爾說(shuō)。

研究人員首先研究了無(wú)人機(jī)基本的飛行能力，然后設(shè)計(jì)了一種方法，以確保無(wú)人機(jī)不會(huì)撞到對(duì)方。為此，研究人員讓每架無(wú)人機(jī)攜帶一個(gè)無(wú)線通信芯片，然后利用芯片之間的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)避免碰撞，這種方法只需要很少的計(jì)算。該項(xiàng)目的主要研究者Guide de Croon解釋：“由于它們非常小，所以它們只配備了最小的傳感器?！?。

據(jù)研究人員介紹，無(wú)人機(jī)具有由加速度計(jì)和陀螺儀組成的慣性測(cè)量單元、光學(xué)流量計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)傳感器、以及激光，如微小的指向下方的用來(lái)測(cè)量無(wú)人機(jī)的水平速度的激光，另外四個(gè)測(cè)量到無(wú)人機(jī)四面的點(diǎn)距離的激光。研究人員解釋說(shuō)：“激光被設(shè)置成十字形，指向前方、后方、左側(cè)和右側(cè)。我們證明，利用這些傳感器，無(wú)人機(jī)能夠獨(dú)自探索未知環(huán)境?！?/p>

同時(shí)，研究人員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在項(xiàng)目中，對(duì)無(wú)人機(jī)配備了攝像頭，并被部署在一個(gè)大約40×12米的室內(nèi)辦公環(huán)境中，辦公室內(nèi)有兩個(gè)代表災(zāi)難場(chǎng)景中受害者的假人。研究人員說(shuō)：“在實(shí)驗(yàn)中，‘救援’人員可以查看這些圖像，看看環(huán)境中是否存在‘受害者’，以及受害者在哪里?！?/p>

在六分鐘內(nèi)，一群六架無(wú)人機(jī)就能探測(cè)到這座建筑的大約80％空間，這對(duì)于一架無(wú)人駕駛飛機(jī)來(lái)說(shuō)是不可能的。此外若一架無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)了一名受害者，但由于硬件故障無(wú)法帶回圖像，那么另一架無(wú)人駕駛飛機(jī)將會(huì)捕獲受害者圖像并快速傳回給救援人員。

研究人員說(shuō)：“新導(dǎo)航方法的主要思想是將我們的導(dǎo)航期望降低到極致：我們只要求機(jī)器人能夠?qū)Ш交鼗?。通過(guò)讓每個(gè)機(jī)器人遵循不同的首選方向，然后再讓他們擴(kuò)散到環(huán)境中。在探索之后，機(jī)器人將返回位于基站的無(wú)線信標(biāo)?！?/p>

原則上，詳細(xì)的地圖非常方便，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S機(jī)器人沿著最佳路徑從地圖上的任何點(diǎn)導(dǎo)航到其他點(diǎn)。但是，在微型機(jī)器人上制作這樣一張地圖的成本太高了。雖然提出的錯(cuò)誤算法導(dǎo)致路徑效率較低，但其優(yōu)點(diǎn)是可以在微型機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)同樣的目的。

據(jù)研究人員透漏，未來(lái)無(wú)人機(jī)可以通過(guò)機(jī)載處理探測(cè)到遇難者，并停留在那里發(fā)出大聲鳴叫的聲音，或可以發(fā)信號(hào)通知群中的其他無(wú)人機(jī)，并形成從遇難者到基站的鏈條，而救援人員可以跟隨該鏈條。