Teknik meningkatkan operasi medan perang robot
Robotics

Teknik meningkatkan operasi medan perang robot


Peneliti Angkatan Darat mengembangkan teknik yang memungkinkan robot tetap tangguh saat dihadapkan pada kerugian komunikasi yang terputus-putus di medan perang. Hasil percobaan dilaporkan pada robot simulasi dalam berbagai lingkungan dan robot Clearpath Jackal fisik. Kredit: Angkatan Darat AS

Peneliti Angkatan Darat mengembangkan teknik yang memungkinkan robot tetap tangguh saat dihadapkan pada kerugian komunikasi yang terputus-putus di medan perang.

Teknik, yang disebut bentuk-α, menyediakan metode yang efisien untuk menyelesaikan konflik sasaran antara beberapa robot yang mungkin ingin mengunjungi area yang sama selama misi termasuk pencarian dan penyelamatan tak berawak, pengintaian robotik, pengawasan perimeter, dan deteksi robotik dari fenomena fisik, seperti radiasi. dan konsentrasi makhluk hidup di bawah air.

Peneliti dari Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS, yang dikenal sebagai DEVCOM, Laboratorium Penelitian Angkatan Darat dan Universitas Nebraska, Departemen Ilmu Komputer Omaha berkolaborasi, yang menghasilkan makalah yang ditampilkan dalam jurnal ScienceDirect Robotika dan Sistem Otonomi.

“Robot yang bekerja dalam tim membutuhkan metode untuk memastikan bahwa mereka tidak menduplikasi upaya,” kata peneliti Angkatan Darat Dr. Bradley Woosley. “Ketika semua robot dapat berkomunikasi, ada banyak teknik yang dapat digunakan; namun, dalam lingkungan di mana robot tidak dapat berkomunikasi secara luas karena harus tetap tertutup, kekacauan yang menyebabkan radio tidak berfungsi untuk komunikasi jarak jauh, atau untuk menghemat baterai atau bandwidth untuk pesan yang lebih penting, robot akan membutuhkan metode untuk berkoordinasi dengan komunikasi sesedikit mungkin. “

Koordinasi ini dicapai melalui berbagi tugas berikutnya dengan tim, dan anggota tim terpilih akan mengingat informasi ini, memungkinkan robot lain untuk menanyakan apakah ada robot lain yang akan melakukan tugas itu tanpa perlu berkomunikasi langsung dengan robot yang memilih tugas tersebut, kata Woosley. .

Robot yang mengingat tugas didasarkan pada topologi jaringan komunikasi nirkabel mereka dan tata letak geometris robot, katanya. Setiap robot diberi bentuk pembatas yang mewakili area lingkungan tempat mereka menyimpan lokasi tujuan, yang memungkinkan pencarian cepat di jaringan komunikasi untuk menemukan robot yang akan tahu jika ada tujuan yang diminta di area itu.

“Penelitian ini memungkinkan koordinasi antara robot ketika setiap robot diberdayakan untuk membuat keputusan tentang tugas berikutnya tanpa mengharuskannya untuk memeriksa dengan anggota tim lainnya terlebih dahulu,” kata Woosley. “Mengizinkan robot untuk membuat kemajuan menuju apa yang robot rasakan adalah langkah paling penting berikutnya sambil menangani setiap konflik antara dua robot saat mereka ditemukan ketika robot masuk dan keluar dari jangkauan komunikasi satu sama lain.”

Teknik ini menggunakan pendekatan geometris yang disebut bentuk-α untuk mengelompokkan wilayah lingkungan di mana robot dapat berkomunikasi dengan robot lain menggunakan komunikasi multi-hop melalui jaringan komunikasi. Teknik ini terintegrasi dengan algoritma pencarian cerdas melalui pohon komunikasi robot untuk menemukan konflik dan menyimpannya bahkan jika robot yang memilih tujuan terputus dari pohon komunikasi sebelum mencapai tujuan.

Tim melaporkan hasil eksperimental pada robot simulasi dalam berbagai lingkungan dan Robot Clearpath Jackal fisik.

“Sepengetahuan kami, pekerjaan ini adalah salah satu upaya pertama untuk mengintegrasikan prediksi berbasis geometri dari wilayah konflik potensial untuk meningkatkan pengumpulan informasi multi-robot di bawah kendala komunikasi, sambil dengan anggun menangani kehilangan konektivitas intermiten antar robot,” kata Woosley.

Menurut Woosley, pendekatan lain yang tersedia hanya bisa mendapatkan masukan dari robot yang berada di dalam jaringan komunikasi yang sama, yang kurang efisien ketika robot dapat masuk dan keluar dari jangkauan komunikasi dengan tim.

Sebaliknya, kata dia, penelitian ini memberikan mekanisme agar robot dapat dengan cepat menemukan potensi konflik antara tujuannya dan tujuan robot lain yang dipilih, namun tidak lagi berada dalam jaringan komunikasi.

Apa yang secara khusus membuat penelitian ini unik meliputi:

  • Menyediakan metode yang efisien (cepat dan dengan sedikit pesan) untuk menyelesaikan konflik tujuan antara beberapa robot yang kuat untuk kehilangan komunikasi yang terputus-putus dan robot bergabung atau meninggalkan kumpulan robot lokal yang sedang berkomunikasi satu sama lain
  • Berkinerja sebaik menanyakan setiap robot dalam jangkauan komunikasi sambil menghemat bandwidth radio untuk komunikasi yang lebih penting
  • Berkinerja lebih baik daripada setiap robot yang beroperasi sepenuhnya sendiri tanpa komunikasi
  • Woosley mengatakan bahwa dia optimis penelitian ini akan membuka jalan bagi komunikasi lain, metode kerjasama terbatas yang akan membantu ketika robot dikerahkan dalam misi yang membutuhkan komunikasi rahasia.

    Dia dan tim peneliti, termasuk peneliti DEVCOM ARL Dr. John Rogers dan Jeffrey Twigg serta ilmuwan penelitian Laboratorium Penelitian Angkatan Laut Dr. Prithviraj Dasgupta, akan terus bekerja sama antara anggota tim robotik melalui komunikasi terbatas, terutama dalam arah prediksi robot lain. tindakan untuk menghindari konflik tugas untuk memulai.


    Drone secara kolaboratif mengeksplorasi skenario dengan komunikasi terbatas


    Informasi lebih lanjut:
    Bradley Woosley dkk, resolusi konflik tujuan multi-robot di bawah kendala komunikasi menggunakan pendekatan spasial dan caching strategis, Robotika dan Sistem Otonomi (2021). DOI: 10.1016 / j.robot.2020.103713

    Disediakan oleh Laboratorium Riset Angkatan Darat

    Kutipan: Teknik meningkatkan operasi medan perang robot (2021, 27 April) diambil 27 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-technique-robot-battlefield.html

    Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


    Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020