Kameras und blaues Licht zur Koordinierung von Fischrobotern

Das Erstellen von Drohnen- oder Roboterschwärmen ist sehr kompliziert. Unter Wasser sollte man sich jedoch angesichts der Umgebung nicht darauf verlassen, dass die drahtlose Übertragung und das Global Positioning System (GPS) die Maschinen führen und ihnen ermöglichen, sie zu lokalisieren. Drei auf Ingenieurwesen und Biomimetik spezialisierte Forscher der Harvard University (USA) haben es jedoch geschafft, sieben Roboterfische in einem Schwimmbad mit einer Tiefe von 90 cm zu synchronisieren.

Die Maschinen, deren Form inspiriert ist der ChirurgSie konnten nicht nur in Schulen schwimmen, sondern sich auch nach bestimmten Kriterien zerstreuen, bevor sie sich versammelten und im Kreis schwammen. Alles ohne Wi-Fi, Bluetooth und Geolocation. Das Team stützte sich auf in die Roboter eingebettete Kameras, sodass sie sich automatisch entsprechend dem Verhalten ihrer Teamkollegen positionieren. Kurz gesagt, eine Reproduktion dessen, was in der Natur passiert. Das Projekt wird in einem Artikel beschrieben, der in veröffentlicht wurde Robotikwissenschaft Für den Monat Januar 2021.

Diese Roboter werden als vier Flossen und zwei Kameras mit einem 3D-Winkel von 195 Grad bezeichnet. Beide befinden sich an der Position der Augen (es gibt nur einen toten Winkel von 5 Grad auf der Rückseite des Roboters in Höhe des Schwanzflosse). Sie verdanken ihren Namen (den blauen Roboter) drei blauen LEDs, die mit ihrem Rücken und Bauch verbunden sind. Unter Wasser erfassen einige andere Bluebots-Kameras die Lichter. Die Größe der Lichter im Sichtfeld des Roboters gibt einen Hinweis darauf, wie weit die LEDs entfernt sind. Da jede Maschine mehr als eine hat, kann ein integrierter Algorithmus ihre Winkelposition berechnen.

Es gibt keinen Kommandantenroboter

Bluebot kann bis zu 5 Meter um ihn herum „sehen“. Es bleiben jedoch einige Einschränkungen bestehen. Zusätzlich zum 5-Grad-toten Winkel kann der Roboter beispielsweise keinen erkennen, den ein Drittel verbergen wird.

In diesem System gibt es keinen führenden Roboter oder eine zentrale Steuerung jeglicher Art. Alles geschieht lokal und aufgrund von Verhaltensweisen, die miteinander zusammenhängen. Die Forscher demonstrierten jedoch die Effizienz dieses Systems, aber auch die ultimative Manövrierfähigkeit der Roboter, die sich mit einer Reisegeschwindigkeit von 150 mm pro Sekunde drehen und mit 75 mm pro Sekunde oder sogar halb laufen können. 5 Sekunden. Wie das Demo-Video zeigt, wird ein Roboter sofort mit der Gruppe synchronisiert, wenn er dem Sitz hinzugefügt wird, der tatsächlich im Pool schwimmt.

In diesem System gibt es keinen führenden Roboter oder eine zentrale Steuerung jeglicher Art. Alles geschieht lokal und aufgrund von Verhaltensweisen, die miteinander zusammenhängen. Die Forscher demonstrierten jedoch die Effizienz dieses Systems, aber auch die ultimative Manövrierfähigkeit der Roboter, die sich mit einer Reisegeschwindigkeit von 150 mm pro Sekunde drehen und mit 75 mm pro Sekunde oder sogar halb laufen können. 5 Sekunden. Wie das Demo-Video zeigt, wird ein Roboter sofort mit der Gruppe synchronisiert, wenn er dem Sitz hinzugefügt wird, der tatsächlich im Pool schwimmt.

Schwärme von Robotern können so programmiert werden, dass sie eine Mission ohne fremde Kontrolle erfüllen

Forscher haben nicht nur die Bank verlassen, sondern auch erfolgreich ein sogenanntes Suchmanöver entwickelt. In einer Ecke des Teiches blinkt ein rotes Licht und die Fische sind so programmiert, dass sie es erkennen (immer) Über Ihre Kameras) und versammeln sich dort. Der erste, der erfolgreich ist, wählt dann einen Dauerbetrieb, während die blauen LEDs zu blinken beginnen. Es ist ein Signal, das andere Roboter alarmiert, sie beim „Suchen“ stoppt und beim blauen Blitz konvergiert.

Daher gelang es dem Experiment, mehrere Operationen (Bewegung, Gruppierung, Erkennung) in einer Operation zu kombinieren. Das Projekt zeigt tendenziell, dass es möglich ist, Schwärme von Robotern zu programmieren, um eine Aufgabe ohne Fernbedienung und ohne externe Steuerung zu erfüllen. Zum Beispiel Umwelterkennungs-, Überwachungs- und Überwachungsmissionen.