Yıkıcı bir depremin ardından, insansız hava araçları (İHA'lar) çökme yaşanan bir binanın içinden uçarak sahneyi haritalandırabilir ve kurtarma ekiplerine hayatta kalanlara hızla ulaşmaları için gereken bilgileri sağlayabilir.
Ancak bu, otonom bir robot için son derece zorlu bir sorun olmaya devam ediyor; çünkü robot, aniden ortaya çıkan engellerden kaçınmak için rotasını hızla ayarlamak zorunda kalırken, aynı zamanda doğru yolda kalmalıdır.
MIT ve Pennsylvania Üniversitesi'nden araştırmacılar, her iki zorluğu aynı anda ele alan yeni bir rota planlama sistemi geliştirdi. Bu teknik, bir İHA'nın engellere milisaniyeler içinde tepki vermesini sağlarken, seyahat süresini en aza indiren düzgün bir uçuş yolunda kalmasını sağlıyor.
Sistemleri, robotun güvenli bir şekilde hedefe ulaşmasını sağlamak için uygulanabilir bir yol boyunca seyahat etmesini garantileyen yeni bir matematiksel formülasyon kullanıyor ve diğer tekniklerden daha az hesaplama yoğunluğuna sahip. Bu sayede, en son teknolojilere göre daha hızlı ve daha düzgün rotalar üretiyor.
Rota planlayıcı, yalnızca robotun yerleşik bilgisayarı ve sensörlerini kullanarak gerçek zamanlı uçuş için yeterince verimlidir.
Açık kaynaklı MIGHTY sistemi, yüz binlerce dolara mal olabilen özel yazılım paketlerine ihtiyaç duymuyor. Bu, daha geniş bir gerçek dünya ortamında daha kolay bir şekilde uygulanabilir hale getiriyor.
Arama-kurtarma dışında, MIGHTY, İHA'ların binalardan, tellerden ve insanlardan kaçınması gereken kentsel alanlarda son mil teslimatı gibi uygulamalarda veya rüzgar türbinleri gibi karmaşık yapıların endüstriyel denetiminde kullanılabilir.
“MIGHTY, yalnızca açık kaynaklı araçlar kullanarak karşılaştırılabilir veya daha iyi performans elde ediyor, bu da dünyanın her yerindeki herhangi bir araştırmacı, öğrenci veya şirketin bunu özgürce kullanabileceği anlamına geliyor. Bu maliyet engelini kaldırarak, MIGHTY yüksek performanslı rota planlamayı demokratikleştiriyor ve bu çalışmayı geliştirmek için çok daha geniş bir topluluğun kapısını açıyor,” diyor Kota Kondo, aeronautics ve astronautics yüksek lisans öğrencisi ve bu rota planlayıcısı üzerine bir makalenin baş yazarı.
Kondo'nun makalede, Pennsylvania Üniversitesi'nden yüksek lisans öğrencisi Yuwei Wu, UPenn'den profesör Vijay Kumar ve MIT'deki Bilgi ve Karar Sistemleri Laboratuvarı (LIDS) ve Havacılık Kontrol Laboratuvarı (ACL) baş araştırmacısı Ford profesörü Jonathan P. How ile birlikte çalışıyor. Araştırma IEEE Robotics and Automation Letters dergisinde yayımlanmıştır.
Ticaret engellerini aşmak
Kondo çocukken, Büyük Doğu Japonya Depremi'nin ardından Fukushima Daiichi nükleer kazası meydana geldi. Okul tatil olduğu için Kondo evde sıkışıp kaldı ve işçilerin reaktör alanını keşfettiği ve güvence altına aldığı haberleri her gün izledi. Bazı işçilerin hasarı kontrol altına almak ve durumu değerlendirmek için tehlikeli alanlara girmesi gerekiyordu, bu da onları yüksek dozda radyoaktif maddeye maruz bırakıyordu.
“Dinamik ve tehlikeli durumlara girebilen otonom robotlar yaratma konusunda tutkulu hale geldim, ardından geri dönüp zarar görmeyen insanlara rapor verebilsinler,” diyor Kondo.
Bu görev, bir robotun A noktasından B noktasına güvenli bir şekilde gitmesi için takip etmesi gereken yolu belirleyen bir yazılım olan güçlü bir rota planlayıcı gerektiriyor.
Ancak mevcut birçok sistem, performansı sınırlayan ticaret engelleri dayatıyor.
Bazı ticari sistemler hızlı bir şekilde düzgün rotalar üretebilirken, bunlar yüz binlerce dolara mal olabilir. Açık kaynaklı alternatifler genellikle ticari çözücülere göre daha düşük performans gösteriyor veya kullanımı zor olabiliyor.
MIGHTY ile Kondo ve meslektaşları, engellere gerçek zamanlı olarak tepki verirken yüksek kaliteli, düzgün rotalar üreten ve yalnızca yerleşik bileşenleri kullanarak uçuş için yeterince hızlı çalışan açık kaynaklı bir sistem geliştirdi.
Bunu yapmak için, birçok açık kaynaklı sistemin sınırladığı önemli bir zorluğun üstesinden geldiler.
Bu yöntemler genellikle robotun A noktasından B noktasına ulaşmasının ne kadar süreceğini tahmin ederek ilk adım olarak başlar. Sabit seyahat süresi tahmininden yola çıkarak, planlayıcı hedefe ulaşmak için en iyi yolu bulur.
Sabit bir seyahat süresi kullanmak, planlayıcının hızlı bir şekilde bir rota üretmesini sağlasa da, bazı dezavantaj
