Мобильные роботы могли бы оказаться гораздо полезнее в наших домах, если бы они могли распознавать людей, места обитания и объекты. Сегодняшние роботы обычно видят мир через видеокамеры и лазерные датчики. Они испытывают трудности при распознавании предметов и могут не замерить необходимые объекты, если они перемешаны с другими.
Выходом из этого положения может быть использование миниатюрных радиочастотных датчиков (RFID) идентификации, работающих в сверхвысокочастотном диапазоне. Недорогие самоклеящиеся метки могут прикрепляться к объектам, что позволяет роботу, оборудованному системой поиска RFID, находить необходимый объект, даже когда он скрыт из виду (например в шкафу). После того, как метка обнаруживается, робот знает, что объект находится недалеко и пытается найти его.
"Но метка RFID не может указывать роботу точное местонахождение объекта," – говорит Чарли Кемп, доцент биомедицинской инженерии. "Чтобы действительно найти объект и подойти к нему ближе, робот должен стать умнее".
Вот почему Кемп, студент первокурсник Тревис Дэйл и профессор Мэтью Рейнолдс из университета Вашингтона разработали новый алгоритм поиска, который позволяет роботам точно определить, где находится предмет и приблизиться к нему. Они оснастили разработанной технологией стандартного робота PR2, что позволяет ему перемещаться по дому и находить различные, помеченные метками вещи, в том числе бутылочки с лекарствами, телевизионный пульт, телефон и расчески. Результаты работы были продемонстрированы 14-18 сентября в Чикаго на Международной конференции по интеллектуальным роботам и системам (IROS).
Исследователи оснастили робота PR2 шарнирно-сочлененной, направленной антенной и новым алгоритмом анализа, который позволяет роботу успешно ориентироваться в направлении искомой вещи и приближаться к ней. По законам физики уровень радиоволн увеличивается при приближении к источнику (в данном случае к метке). Вращая антенну PR2, перемещается по комнате и определяет направление, откуда идет более мощный сигнал от RFID и, таким образом, приближаться к объекту с меткой. В сущности, робот играет в классическую детскую игру "горячо / холодно" с датчиком, сообщающим PR2, когда он становится ближе к объекту.
В отличие от других используемых сегодня подходов, робот пока не оценивает местоположение объекта по всех трем осям пространства, что позволяет значительно снизить сложность алгоритма.
"Вместо этого, робот использует свою мобильность и специальный алгоритм поиска для того ориентироваться и перемещаться в направлении объекта", - сказал Дэйл, который совмещал работу в лаборатории Кемпа и получение в колледже штата Джорджия докторской степени в области электротехники и вычислительной техники.
Дэйл, который в настоящее время работает в компании Google, говорит, что исследование имеет значение для разработки будущих домашних роботов и особенно привлекательно в таких случаях, как медицинская помощь людям, используя метки RFID, которые способны обеспечить точную идентификацию объекта или человека.
"Это позволит использовать робота для поиска, захвата и доставки человеку необходимого лекарства в нужное время", добавил он. "RFID обеспечивает точную идентификацию, поэтому риск доставки не того лекарства резко уменьшается. Создание системы, которая позволяет роботам точно находить необходимый предмет является первым, важным шагом".
Комментарии
(0) Добавить комментарий