Dok su robotičari razvijali sve sofisticiranije sisteme tokom poslednjih decenija, obezbeđivanje da ovi sistemi mogu autonomno da rade u realnom svetu bez nezgoda često se pokazuje kao izazov. Ovo je posebno teško kada su ovi roboti dizajnirani da budu raspoređeni u složenim okruženjima, uključujući svemir i druge planete.
Istraživači sa Univerziteta u Glazgovu nedavno su razvili novu metodologiju koja bi mogla da omogući timovima više rovera da autonomno i pouzdano istražuju druge planete. Ova metoda, predstavljena u radu koji je prethodno objavljen na arXiv-u, uključuje podatke izvedene iz različitih izvora, uključujući podatke o slikama, mape i informacije prikupljene senzorima, kako bi se planirale efikasne rute za različite robote u timu.
„Korišćenje tima rovera za istraživanje planeta za istraživanje površine Marsa, umesto jednog rovera, moglo bi u velikoj meri da proširi naučne mogućnosti misije“, rekla je Sara Svinton, prva autorka rada, za Tech Explore. „Svi roveri za istraživanje planeta moraju da koriste određeni nivo autonomije, pošto kašnjenje u komunikaciji između Zemlje i Marsa otežava i oduzima vreme ljudima da izvode akcije pokreta. Angažovanje tima rovera stavlja dalji naglasak na autonomiju, jer poteškoće u koordinaciji njihovog ponašanja povećavaju se za ljudske operatere.“
Primarni cilj nedavne studije Svintonove i njenih saradnika bio je da se efikasno pozabave dugogodišnjim istraživačkim problemom u robotici: efikasno rešavanje autonomnih misija istraživanja planeta sa više robota. Da bi to uradio, tim je razvio planer misije sa više rovera koji omogućava timu od nekoliko rovera, malih robota dizajniranih za istraživanje svemira, da autonomno, bezbedno i efikasno istražuju područje površine Marsa.
„Metoda koju smo predložili omogućava timu robota da autonomno istražuje površinu Marsa kroz dve ključne faze: generisanje mape i planiranje misije“, objasnio je Svinton. „Prvo je napravljena mapa okruženja koristeći podatke sa Mars Reconnaissance Orbiter. Posebno smo koristili podatke iz kratera Jezero, gde trenutno radi NASA-in rover Perseverance.“
Nakon kreiranja mape okruženja koju će roveri istraživati na Marsu, planer tima je analizira i deli na različite regione, naglašavajući delove sa terenom koje roveri mogu bezbedno da pređu. Nakon toga, planer prekriva mapu distribucije verovatnoće, koja naglašava verovatnoću da će roveri naići na lokacije od naučnog interesa na određenim lokacijama u okruženju koje istražuju.
„Ove tačke mogu predstavljati stene sa kojih želimo da roveri uzmu uzorke“, rekao je Svinton. „Kada je ova mapa napravljena, naš planer misije pretražuje okruženje kako bi identifikovao efikasnu rutu koja će povećati verovatnoću pronalaženja tačaka od interesa. Zatim se identifikuje koordinisani skup sigurnih putanja za svakog člana tima rovera.“
Planer misija sa više rovera koji su razvile Svinton i njene kolege ima različite prednosti u odnosu na prethodno razvijene pristupe. Pored ocrtavanja terena kojim roveri mogu bezbedno da putuju i planiranja putanja za njihov autonomni rad, planer takođe pruža informacije o tome gde bi mogla biti mesta od naučnog interesa.
„Naš tim rovera je u stanju da bezbedno i efikasno pretraži lokaciju pune misije koja pokriva 22500 m 2 u relativno kratkom vremenskom periodu“, rekao je Svinton. „Takođe je vredno napomenuti da svaki rover pokriva autonomnu udaljenost uporedivu sa trenutnim rekordom za ‘najdužu razdaljinu pređenu bez ljudskog pregleda’ od strane rovera za istraživanje planeta. Naš rad je takođe pokazao da je efikasnost pretrage poboljšana korišćenjem rovera tim preko jednog rovera.“
Svinton i njene kolege procenile su svoj pristup mapiranju i planiranju u nizu testova i simulacija koje su sprovedene korišćenjem seta nasumično generisanih mapa raspodele verovatnoće. Njihovi rezultati su bili veoma obećavajući, što sugeriše da bi njihov metod mogao da omogući timu od pet rovera da autonomno istraže područje od 22500 m 2 na Marsu u roku od otprilike 40 minuta.
Dok je planer do sada bio primenjen na istraživanje Marsa, mogao bi se primeniti i na druge misije izvan istraživanja planeta. Na primer, to bi takođe moglo pomoći da se koordiniraju napori više kopnenih robota tokom operacija potrage i spasavanja jednostavnim korišćenjem mape okruženja od interesa i mape distribucije verovatnoće koja ističe lokacije na kojima je najverovatnije da će roboti naići na ljude koji će biti spaseni. ili kojima je potrebna pomoć.
U svojim narednim studijama, Svinton i njene kolege planiraju da dalje razvijaju i testiraju svoju metodologiju, istovremeno radeći na drugim računarskim alatima za podršku autonomnom radu više robota. Ovi alati će takođe uključiti metode za poboljšanje tolerancije grešaka timova sa više robota.
„Efekti kvarova i kvarova predstavljaju ozbiljnu zabrinutost u misijama rovera za istraživanje planeta“, dodao je Svinton. „Da bi se tim robota za istraživanje planeta smatrao pouzdanim, roboti moraju biti u stanju da dijagnostikuju greške u sebi i/ili u svojim saigračima. Tek kada se kvarovi dijagnostikuju, može se preduzeti radnja za oporavak kako bi se ublažio bilo kakav uticaj koji greška ima na misiju ishodi“.
