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会独立思考飞行 浙江大学智能机器人穿越安吉竹林

2022-5-5 11:44
来自: 中国青年报 收藏 邀请

许超说,让机器人像鸟儿一样能够成群自由地飞翔,道法自然,这是我们及国际同行们苦苦追寻的最高境界。

  北京时间5月5日刊登在机器人领域权威期刊《科学·机器人》(Science Robotics),并被选为期刊5月封面论文的成果,把电影里面看到的未知复杂环境下机器人单机与群体的智能导航与快速避障场面带到了现实生活中,这一研究成果第一作者为浙江大学控制科学与工程学院博士研究生周鑫,通讯作者为该院高飞博士和许超教授。

浙江大学 供图

  近日,在湖州市安吉县的一片竹林中,由浙江大学控制科学与工程学院、湖州研究院团队研发的一群微型智能空中机器人,自如穿梭其间——它们时而灵巧地掠过低矮灌木丛,时而交叉飞行变换队形,就像是竹林中的小鸟一样,翩翩飞舞相互追逐。

  “人字形的大雁、井然有序的鸽群,当我们仰望天空,自然界中飞鸟的集群总让我们思考它们是如何保持队形的。”许超说,让机器人像鸟儿一样能够成群自由地飞翔,道法自然,这是我们及国际同行们苦苦追寻的最高境界。

  此前,大规模的机器人空中编队表演早已屡见不鲜,通过前期的卫星定位和轨迹编码,能够实现千变万化的造型。然而,一旦失去地面计算机的控制,这些机器人群体就会群龙无首甚至撞到障碍物跌落下来。

  浙江大学研发的这款新型机器人在仅使用机载视觉、机载计算资源的情况下,实现了在野外树林复杂环境下感知周围障碍物、定位自身位置及生成飞行路径、以及多智能体通讯等多项关键技术突破。“我们让机器人看得懂世界,主动避开障碍物,实现群体飞行。”高飞说。

  “我们还为空中机器人打造了一个智慧大脑。”许超说,尽管处理器只有拇指大小,但是它能够独立计算处理飞行过程中遇到的海量信息。“把物理世界的运动信息表征成一系列的数学问题,关键是要识破复杂问题背后隐秘的特殊数学结构。”

  从图纸设计到硬件调试,从算法研发到代码编写,从实验测试到系统优化,都完全由浙江大学团队师生完成。谈及未来应用,高飞博士认为,在火灾等搜救场景中,小型集群机器人能够更好实现搜救目标,减少搜救人员风险;在地形勘探中,也可以快速对人员无法到达的区域进行建模等。