Как роботы учатся мыслить вместе

Команда инженеров разработала роботизированную систему из множества роботов, которая позволяет машинам работать, используя “коллективный разум” – совместно координировать задачи, ориентироваться в сложных условиях и автономно передвигаться. В отличие от обычных роботов, действующих изолированно, эта система позволяет роботам функционировать как единое целое, выполняя сложные операции более эффективно и безопасно.

Концепция коллективного интеллекта дает роботам возможность обмениваться данными об их окружении, собственном положении и назначенных задачах. Такой обмен в режиме реального времени позволяет им быстро адаптироваться к изменениям или неожиданным препятствиям. Это напоминает поведение социальных насекомых, например муравьев, которые достигают впечатляющих результатов благодаря коллективному поведению. В робототехнике этот принцип значительно усиливается с помощью современных вычислительных систем, датчиков и протоколов связи, обеспечивающих точную координацию и принятие решений.

MultiRobot FrameWork, построенный на платформе ROS2 (Robot Operating System), обеспечивает бесперебойную коммуникацию между несколькими роботами. Оснащенный LiDAR, камерами и другими сенсорами, каждый робот может картографировать свое окружение, рассчитывать оптимальный маршрут до пункта назначения и динамически корректировать его в случае появления новых препятствий. LiDAR обеспечивает точные измерения расстояния, а камеры и маркеры ArUco поддерживают локализацию и ориентацию, уменьшая погрешности позиционирования до всего 2,5 сантиметров.

Систему испытали в различных смоделированных средах – от промышленных складов до кафетериев – с привлечением парка из 18 различных роботов. Эти эксперименты подтвердили, что благодаря коллективному интеллекту роботы могут надежно и слаженно выполнять задачи даже в переполненных или динамичных условиях.

Ключевой особенностью системы является интеллектуальное распределение задач. Система оценивает расположение и доступность каждого робота, чтобы поручить задачу наиболее подходящему. Например, при доставке на склад автоматически выбирается робот, который находится ближе всего к месту назначения. Такой подход повышает эффективность, предотвращает столкновения и равномерно распределяет нагрузку на весь парк роботов.

Подобные возможности особенно ценны там, где требуются параллельные операции: в логистических центрах, больницах или ресторанах, где роботы должны координировать действия, выполняя множество задач без вмешательства человека.

Роботы с коллективным разумом имеют очевидные преимущества в плане эффективности, безопасности и адаптивности. Они могут выполнять повторяющиеся, опасные или срочные задачи, постоянно приспосабливаясь к переменчивым условиям. Сфера применения охватывает логистику, здравоохранение, производство и сферу услуг – сектора, где точность и надежность имеют решающее значение.

В перспективе исследования в области мультироботизированных систем направлены на дальнейшее улучшение сотрудничества путем предоставления роботам возможности учиться друг у друга, обмениваться опытом и бесперебойно работать вместе с людьми. FrameWork MultiRobot демонстрирует, как коллективный интеллект может трансформировать промышленную автоматизацию, что является важным шагом на пути к интеллектуальным, самоорганизованным роботизированным системам.