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让机器人能够自主探索
2023年07月20日 由 Samoyed 发表
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卡内基梅隆（Carnegie Mellon）大学机器人研究所的一个研究小组正在创造下一代的探索者——机器人。
自主探索研究团队开发了一套机器人系统和规划器，使机器人能够更快地探索，探测未知环境中最黑暗的角落，并创建更精确和详细的地图。该系统允许机器人自主完成所有这些工作，在没有人为干预的情况下找到自己的路并绘制地图。
“你可以把它放在任何环境中，比如灾后的百货公司或住宅楼，它就能走了，”机器人研究所的系统科学家说。“它会实时构建地图，在探索的同时，它会找出下一步要去的地方。你可以在地图上看到一切。你不需要踏入这个空间，就让机器人去探索和绘制环境地图吧。”
该团队研究探索系统已有三年多时间。他们已经探索并绘制了几个地下矿井、一个停车场、Cohon大学中心以及CMU校园内其他几个室内和室外地点的地图。该系统的计算机和传感器几乎可以连接到任何机器人平台上，将其转变为现代探险家。
机器人可以使用该组织的系统以三种模式进行探索。在一种模式下，一个人可以控制机器人的运动和方向，而自主系统可以防止机器人撞到墙壁、天花板或其他物体。在另一种模式下，人们可以在地图上选择一个点，机器人就会导航到那个点。第三种模式是纯粹的探索。机器人自行出发，探索整个空间并绘制地图。
“这是一个非常灵活的系统，可用于从送货到搜救等多种应用，”机器人研究所教授Howie Choset说。
该团队将3D扫描激光雷达传感器、前视摄像头和惯性测量单元传感器与探索算法结合在一起，使机器人能够知道自己在哪里、去过哪里以及下一步应该去哪里。由此产生的系统比以前的方法更有效，创建更完整的地图，同时将算法运行时间减少一半。
新系统可以在光线不足、危险、通信不稳定的条件下工作，比如洞穴、隧道和废弃的建筑。在DARPA的“地下挑战赛”（Subterranean Challenge）中，CMU和俄勒冈州立大学的参赛项目“探索者队”（Team Explorer）使用了该小组的一个版本的探索系统。探索者队在最后的比赛中排名第四，但由于绘制了比其他任何团队都多的路线，赢得了“勘探最多区段奖”（Most Sectors Explored Award）。
“我们所有的工作都是开源的。我们没有任何隐瞒。我们希望通过制造自主探索机器人来造福社会，”机器人专业博士生、探险者团队首席操作员Chao Cao说。
来源：https://techxplore.com/news/2023-07-enabling-autonomous-exploration-robots.html
自主探索研究团队开发了一套机器人系统和规划器，使机器人能够更快地探索，探测未知环境中最黑暗的角落，并创建更精确和详细的地图。该系统允许机器人自主完成所有这些工作，在没有人为干预的情况下找到自己的路并绘制地图。
“你可以把它放在任何环境中，比如灾后的百货公司或住宅楼，它就能走了，”机器人研究所的系统科学家说。“它会实时构建地图，在探索的同时，它会找出下一步要去的地方。你可以在地图上看到一切。你不需要踏入这个空间，就让机器人去探索和绘制环境地图吧。”
该团队研究探索系统已有三年多时间。他们已经探索并绘制了几个地下矿井、一个停车场、Cohon大学中心以及CMU校园内其他几个室内和室外地点的地图。该系统的计算机和传感器几乎可以连接到任何机器人平台上，将其转变为现代探险家。
机器人可以使用该组织的系统以三种模式进行探索。在一种模式下，一个人可以控制机器人的运动和方向，而自主系统可以防止机器人撞到墙壁、天花板或其他物体。在另一种模式下，人们可以在地图上选择一个点，机器人就会导航到那个点。第三种模式是纯粹的探索。机器人自行出发，探索整个空间并绘制地图。
“这是一个非常灵活的系统，可用于从送货到搜救等多种应用，”机器人研究所教授Howie Choset说。
该团队将3D扫描激光雷达传感器、前视摄像头和惯性测量单元传感器与探索算法结合在一起，使机器人能够知道自己在哪里、去过哪里以及下一步应该去哪里。由此产生的系统比以前的方法更有效，创建更完整的地图，同时将算法运行时间减少一半。
新系统可以在光线不足、危险、通信不稳定的条件下工作，比如洞穴、隧道和废弃的建筑。在DARPA的“地下挑战赛”（Subterranean Challenge）中，CMU和俄勒冈州立大学的参赛项目“探索者队”（Team Explorer）使用了该小组的一个版本的探索系统。探索者队在最后的比赛中排名第四，但由于绘制了比其他任何团队都多的路线，赢得了“勘探最多区段奖”（Most Sectors Explored Award）。
“我们所有的工作都是开源的。我们没有任何隐瞒。我们希望通过制造自主探索机器人来造福社会，”机器人专业博士生、探险者团队首席操作员Chao Cao说。
来源：https://techxplore.com/news/2023-07-enabling-autonomous-exploration-robots.html
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