Российская концепция для исследования Марса - рой двухколесных роботов

ГлавнаяНовостиНовостиНовости, 202206Новости, 202206 → Российская концепция для исследования Марса - рой двухколесных роботов
- КиТ :: Будь в СЕТИ!

Робототехники из Сколтеха предложили концепцию модульного марсохода для исследования Красной планеты. Они предлагают использовать рой двухколесных роботов, управляемых с помощью алгоритмов искусственного интеллекта, которые могут действовать независимо или в составе группы для выполнения критически важных задач на поверхности Марса. Со времен миссии Mars Pathfinder, то есть больше 20 лет, исследователи Марса продолжали использовать базовую конструкцию марсохода, которая представляет собой шестиколесный автономный исследовательский аппарат с научными инструментами на борту.

Российские ученые считают, что марсианская миссия могла бы выполнить больше задач за тот же время, если бы она включала в себя несколько роботов с различным оснащением, одновременно выполняющих отдельные поручения в разных местах и периодически объединяющихся для более сложных задач. Модульная система изложена в статье в Acta Astronautica - она предполагает рой (группу) из четырех двухколесных роботов, которые могут работать независимо друг от друга или объединяться.

В основе концепции используется групповая робототехника (Swarm Robotics) - инженерная дисциплина, которая предполагает координацию систем группы роботов децентрализованным и распределенным образом с использованием алгоритмов группового ИИ для выполнения задач, которые отдельные, более простые роботы не могут выполнить.

Основные идеи групповой робототехники взяты из природы: примерами служат птичьи стаи, колонии муравьев, рои пчел, косяки рыб, стада животных и другие группы. Коллективное поведение в групповой робототехнике возникает в результате взаимодействия отдельных роботов со своими соседями и их непосредственным окружением. Искусственный групповой интеллект сочетает в себе принципы биологии, этологии, инженерии и информатики. Ни один из роботов не контролирует всю группу - каждая из машин использует информацию только от своего ближайшего соседа, чтобы принять наилучшее решение. Однако коллективное поведение, являющееся результатом этих решений, является сложным и устойчивым.

Концептуальное изображение двухколесных роботов для исследования Марса. Изображение: Alexander Petrovsky et al./ Acta Astronautica, 2022
В основном, перед робототехниками стояла задача оптимизации: максимально увеличить время работы и пройденное аппаратами расстояние, при этом значительно не наращивая стоимость миссии. Исследователи выявили, что вместо одного шестиколесного вездехода оптимальнее использовать четыре двухколесные машины, каждая из которых везет исследовательские инструменты и испытывает только критически важную полезную нагрузку. Также они предлагают использовать алгоритмы вычисления границы Парето для проверки таких показателей, как скорость исследования, срок службы миссии и стоимость миссии.

То есть даже если три из четырех машин выходят из строя, оставшийся робот может выполнять изрядную часть работы и передавать данные на Землю. Это даст возможность получить больше полезных результатов по итогам миссии. А при задачах, требующих наибольшей устойчивости, таких как захват предметов с поверхности, два роботизированных вездехода с двумя колесами могут соединяться вместе, образуя устойчивую четырехколесную базу.

Однако применение роботизированной группы не ограничивается только исследованием Марса. Подобная концепция может применяться для изучения Луны или даже здесь, на Земле: двухколесные автономные роботы могут быть полезны в различных областях, таких как сельское хозяйство, подводные исследования или поисково-спасательные операции. В июле 2021 года на полях в Краснодаре уже были проведены испытания с двухколесными роботами.

ГлавнаяНовостиНовостиНовости, 202206Новости, 202206 → Российская концепция для исследования Марса - рой двухколесных роботов