無人機通過有限的通信協(xié)作探索場景

溝通是任何團隊嘗試協(xié)作完成任務(wù)的關(guān)鍵，無論是由人員還是自主機器人組成。但是，雖然人們可以使用直覺和經(jīng)驗來管理不可預(yù)見的情況，但機器人無法在其編程之外進行操作。

對于在野外作戰(zhàn)的許多無人機中隊- 也許在具有厚混凝土墻的核設(shè)施中尋找輻射泄漏或者映射數(shù)英里的海底 - 保持不斷接觸是不可能的。因此，他們的編程必須能夠適應(yīng)諸如不斷變化的操作區(qū)域或突然失去通信等挑戰(zhàn)。

Michael Milus Yoh和Duke大學(xué)副教授Michael Zavlanos正致力于間歇性通信協(xié)議，允許機器人暫時斷開連接，在這些困難的地形中自主運行。

“通過斷開與網(wǎng)絡(luò)的連接，機器人可以覆蓋不受通信限制的不同區(qū)域，”Zavlanos說。“我們的目標(biāo)是確保他們最終能夠在正確協(xié)商的會議地點重新連接，以便在彼此之間傳遞信息。”

但是當(dāng)機器人沒有在預(yù)定時間到達(dá)通信點時會發(fā)生什么?其他機器人會永遠(yuǎn)等待嗎?如果一下子出現(xiàn)一些問題，整個系統(tǒng)就會因機器人在不同位置等待彼此而陷入僵局。

為了解決這個問題，Zavlanos以他們可以容忍通信地點到達(dá)時間的不確定性的方式編程他的機器人中隊。通過這種方式，可以保證發(fā)生通信事件，并且信息最終可以間歇性地從任何機器人傳播到團隊中的任何其他機器人。雖然這個問題對于只有少數(shù)機器人的小型團隊來說似乎很簡單，但是當(dāng)擴展到數(shù)十架無人機或更多時，它很快就會變得令人生畏。

“我們真正想要回答的問題是哪些機器人應(yīng)該何時何地進行通信，以便信息可以無限期傳播，”Zavlanos說。“我們還希望這些機器人能夠僅使用本地信息以分布式方式設(shè)計這些通信事件序列，即使它們在大多數(shù)情況下基本上彼此斷開連接。”

Zavlanos目前的工作涉及四個自動地面機器人，搜索四個不同顏色的星星，代表重要的信息。模擬還包括用于潛在通信的各種標(biāo)記位置。當(dāng)他們通過他們的搜索模式并相互通信時，最終一個機器人收集所有四顆星并將它們返回給用戶。

“在這個特定的實驗中，機器人已經(jīng)預(yù)先知道他們需要完成哪些任務(wù)，”Zavlanos說。“但我們也正在開發(fā)一種自適應(yīng)版本，其中任務(wù)是實時公布的，機器人必須規(guī)劃新的搜索路徑，同時確保他們的通信協(xié)議保持完整。”