Trong 18 năm đầu tiên, cuộc thi Robot người máy không người lái Hiệp hội Ô tô không người lái đã đặt ra bốn thách thức liên tiếp, mà các nhà nghiên cứu robot đã gặp phải bằng cách sử dụng các phương tiện trên không hoàn toàn tự do - không cho phép điều khiển từ xa. Thử thách đầu tiên, kéo dài ba năm, là di chuyển một đĩa kim loại từ một đầu của một đấu trường đến một nơi khác. Thách thức thứ tư là di chuyển ba cây số và tìm đường vào một tòa nhà cụ thể: nó đứng trong tám năm. Nhưng mùa hè này, lần đầu tiên trong lịch sử của cuộc thi, một thách thức đã giảm trong năm đầu tiên, cho một nhóm sinh viên đại diện cho Tập đoàn Robust Robotics của MIT.
Trung Tâm Học Sửa Máy Tính Cơ Bản
Cuộc thi đã đưa ra một kịch bản bắt chước hậu quả của một cuộc khủng hoảng hạt nhân. Robot trên không phải đi qua cửa sổ và vào một mê cung mô phỏng các hành lang của một tòa nhà sơ tán, tìm phòng điều khiển, xác định một thiết bị đo mức độ bức xạ, chụp ảnh và truyền ảnh tới trạm cơ sở qua radio kết nối. Không giống như thách thức thứ tư, thứ năm đã phủ nhận các phương tiện truy cập vào dữ liệu GPS.
Kyle Snyder, giám đốc kỹ thuật cao cấp của AUVSI, cho biết thành tích của nhóm nghiên cứu MIT là một bất ngờ thú vị đối với các thành viên của tổ chức của ông và các chuyên gia ngành khác.
"Tôi đã nói chuyện với một vài người trong ngành tham dự cuộc thi", Snyder nói, "và họ nói rằng không có cách nào họ có thể làm được những gì mà các đội của MIT và Georgia Tech đã làm. Đặc biệt là nhóm của MIT - để thực sự thu hút các cảm biến, nền tảng, và sự hiểu biết về những gì nó sẽ thực hiện để hoàn thành sứ mệnh đó. Không ai ở đó có thể làm được. "
Đối thủ cạnh tranh có thể sử dụng bất kỳ loại phương tiện trên không nào họ chọn, mặc dù, tất nhiên, nó phải đủ nhỏ để hoạt động trong nhà. Georgia Tech đã sử dụng một chiếc trực thăng có hai cánh quạt song song, và Đại học Hàng không Embry-Riddle đã sử dụng một chiếc xe sáng tạo với một cánh quay đơn, giống như một chiếc hạt giống cây phong. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của MIT bao gồm các sinh viên tốt nghiệp Abraham Bachrach, Ruijie He, Sam Prentice và các sinh viên chưa tốt nghiệp Anton de Winter và Garrett Hemann, đã sử dụng một robot được làm bằng pin gọi là máy bay trực thăng bốn bánh. Chiếc máy bay trực thăng quad - hay "quad" - ngắn khoảng hai feet và có một cánh quạt ở bốn góc của nó.
Theo Nicholas Roy, phó giáo sư thuộc Khoa Hàng không và Hàng không, người chỉ đạo công việc của học sinh, đã trang bị phần mềm cần thiết để điều khiển một hành lang cần có một "câu hỏi nghiên cứu cơ bản". Thông tin về môi trường xung quanh của quad từ một tia laser rangefinder bắn ra những tia sáng và đo khoảng thời gian phản chiếu của chúng sẽ quay trở lại bao lâu. Vì laser phát ra ánh sáng nằm trong cùng một mặt phẳng, chúng cho phép mô hình quad tạo ra một bản đồ hai chiều xung quanh nó - một mặt cắt ngang được nhìn thấy từ phía trên. Tuy nhiên, quad vẫn tiếp tục bị trật tự bởi những rối loạn trong không khí, và nếu nó nghiêng một chút, bản đồ có thể thay đổi đáng kể.
Trung Tâm Học Sửa Máy in Tại Hà Nội
Tuy nhiên, quad cũng được trang bị các con quay hồi chuyển và gia tốc có thể đo chuyển động của nó trong ba chiều, do đó sự xoắn và độ nghiêng của nó có thể tương quan với những thay đổi trong bản đồ môi trường. Nhóm MIT đã phát triển các thuật toán có thể sử dụng các tương quan này để cung cấp cho quad một số thông tin ba chiều về môi trường xung quanh của nó.
Bởi vì việc xoắn và nghiêng các điểm quay các cánh quạt theo hướng không lường trước, nó làm cho quad trôi dạt, vì vậy các thuật toán cũng phải nhanh: họ phải có khả năng xây dựng bản đồ trước khi vị trí của quad thay đổi quá mạnh. Nhưng trong các hệ thống điều khiển bằng tay, tốc độ xử lý thường đi kèm với chi phí chính xác. Các nhà nghiên cứu của MIT đã thử nghiệm hệ thống của họ trong phòng thu hình ảnh chuyển động của phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Phòng thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo, một phòng lớn với những máy ảnh có khoảng cách đều nhau dọc theo các đỉnh của bức tường. Do đó, họ có thể so sánh cảm giác riêng của quad với vị trí của nó bằng các phép đo bên ngoài rất chính xác, và họ xác định rằng, nếu máy tính trên boong hoạt động tốt,
Phần mềm lập bản đồ vị trí chạy trên bộ xử lý riêng của quad, nhưng để lắp ráp bản đồ cấp cao hơn của toàn bộ mê cung, quad đã phát ra các phép đo của nó tới một trạm cơ sở gần đó mà Roy gọi là "thuật toán lập kế hoạch". những thành công đã là một thuật toán quy hoạch có tính đến việc bộ cảm biến có giới hạn ", Roy nói. Chẳng hạn, ông chỉ ra rằng laser rangefinder có điểm mù 120 độ và khoảng 30 mét. "Khi chúng ta bay xuống hành lang dài," Roy nói, "hành lang có thể dài hơn phạm vi tối đa. Vì vậy, xuống hành lang mà bạn không thấy gì, và bạn có thể xây dựng rất nhiều tốc độ rất nhanh chóng mà không nhận ra nó. "Các thuật toán quy hoạch như vậy, giữ quad hướng để các điểm mù của rangefinder được hướng vào một trong những bức tường phía,
Eric Johnson, cố vấn của nhóm kỹ thuật Georgia Tech tham gia cuộc thi, nói rằng mặc dù đội của MIT đã phát triển một "hệ thống tuyệt vời", "có rất nhiều việc phải làm để làm cho hệ thống này thực tế và có ích" ví dụ như "có rất nhiều điều có thể làm để làm cho hệ thống mạnh hơn và nhanh hơn" và "một chi tiết lớn khác cần giải quyết là khía cạnh 3 chiều của nó: mặc dù hệ thống của họ chắc chắn có thể xử lý một số khía cạnh trong ba không gian, tôi không nghĩ rằng nó có những gì cần thiết để nói, đi lên và xuống cầu thang. "
Roy đồng ý rằng "để thực hiện nhiều hoạt động ba chiều - để có thể tìm thấy một bàn làm việc và đất trên bàn làm việc - máy ảnh rõ ràng là đúng loại cảm biến cho điều đó." Trong thực tế, ông nói, quad hoàn thành AUVSI thách thức đã được trang bị để xử lý dữ liệu từ máy ảnh của mình, "nhưng chúng tôi đã kết thúc không sử dụng nó bởi vì chúng tôi không cần nó," ông nói. "Để giảm thiểu những điểm thất bại, bạn sẽ tắt những thứ bạn không cần." Nhưng trong nghiên cứu đang tiến hành của nhóm, Roy nói, "chúng tôi đang tiến sâu hơn vào việc tích hợp camera và laser."
Trung Tâm Học Sửa Laptop Ở Đâu Tốt Nhất
Trung Tâm Học Sửa Máy Tính Cơ Bản
Cuộc thi đã đưa ra một kịch bản bắt chước hậu quả của một cuộc khủng hoảng hạt nhân. Robot trên không phải đi qua cửa sổ và vào một mê cung mô phỏng các hành lang của một tòa nhà sơ tán, tìm phòng điều khiển, xác định một thiết bị đo mức độ bức xạ, chụp ảnh và truyền ảnh tới trạm cơ sở qua radio kết nối. Không giống như thách thức thứ tư, thứ năm đã phủ nhận các phương tiện truy cập vào dữ liệu GPS.
Kyle Snyder, giám đốc kỹ thuật cao cấp của AUVSI, cho biết thành tích của nhóm nghiên cứu MIT là một bất ngờ thú vị đối với các thành viên của tổ chức của ông và các chuyên gia ngành khác.
"Tôi đã nói chuyện với một vài người trong ngành tham dự cuộc thi", Snyder nói, "và họ nói rằng không có cách nào họ có thể làm được những gì mà các đội của MIT và Georgia Tech đã làm. Đặc biệt là nhóm của MIT - để thực sự thu hút các cảm biến, nền tảng, và sự hiểu biết về những gì nó sẽ thực hiện để hoàn thành sứ mệnh đó. Không ai ở đó có thể làm được. "
Đối thủ cạnh tranh có thể sử dụng bất kỳ loại phương tiện trên không nào họ chọn, mặc dù, tất nhiên, nó phải đủ nhỏ để hoạt động trong nhà. Georgia Tech đã sử dụng một chiếc trực thăng có hai cánh quạt song song, và Đại học Hàng không Embry-Riddle đã sử dụng một chiếc xe sáng tạo với một cánh quay đơn, giống như một chiếc hạt giống cây phong. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của MIT bao gồm các sinh viên tốt nghiệp Abraham Bachrach, Ruijie He, Sam Prentice và các sinh viên chưa tốt nghiệp Anton de Winter và Garrett Hemann, đã sử dụng một robot được làm bằng pin gọi là máy bay trực thăng bốn bánh. Chiếc máy bay trực thăng quad - hay "quad" - ngắn khoảng hai feet và có một cánh quạt ở bốn góc của nó.
Theo Nicholas Roy, phó giáo sư thuộc Khoa Hàng không và Hàng không, người chỉ đạo công việc của học sinh, đã trang bị phần mềm cần thiết để điều khiển một hành lang cần có một "câu hỏi nghiên cứu cơ bản". Thông tin về môi trường xung quanh của quad từ một tia laser rangefinder bắn ra những tia sáng và đo khoảng thời gian phản chiếu của chúng sẽ quay trở lại bao lâu. Vì laser phát ra ánh sáng nằm trong cùng một mặt phẳng, chúng cho phép mô hình quad tạo ra một bản đồ hai chiều xung quanh nó - một mặt cắt ngang được nhìn thấy từ phía trên. Tuy nhiên, quad vẫn tiếp tục bị trật tự bởi những rối loạn trong không khí, và nếu nó nghiêng một chút, bản đồ có thể thay đổi đáng kể.
Trung Tâm Học Sửa Máy in Tại Hà Nội
Tuy nhiên, quad cũng được trang bị các con quay hồi chuyển và gia tốc có thể đo chuyển động của nó trong ba chiều, do đó sự xoắn và độ nghiêng của nó có thể tương quan với những thay đổi trong bản đồ môi trường. Nhóm MIT đã phát triển các thuật toán có thể sử dụng các tương quan này để cung cấp cho quad một số thông tin ba chiều về môi trường xung quanh của nó.
Bởi vì việc xoắn và nghiêng các điểm quay các cánh quạt theo hướng không lường trước, nó làm cho quad trôi dạt, vì vậy các thuật toán cũng phải nhanh: họ phải có khả năng xây dựng bản đồ trước khi vị trí của quad thay đổi quá mạnh. Nhưng trong các hệ thống điều khiển bằng tay, tốc độ xử lý thường đi kèm với chi phí chính xác. Các nhà nghiên cứu của MIT đã thử nghiệm hệ thống của họ trong phòng thu hình ảnh chuyển động của phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Phòng thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo, một phòng lớn với những máy ảnh có khoảng cách đều nhau dọc theo các đỉnh của bức tường. Do đó, họ có thể so sánh cảm giác riêng của quad với vị trí của nó bằng các phép đo bên ngoài rất chính xác, và họ xác định rằng, nếu máy tính trên boong hoạt động tốt,
Phần mềm lập bản đồ vị trí chạy trên bộ xử lý riêng của quad, nhưng để lắp ráp bản đồ cấp cao hơn của toàn bộ mê cung, quad đã phát ra các phép đo của nó tới một trạm cơ sở gần đó mà Roy gọi là "thuật toán lập kế hoạch". những thành công đã là một thuật toán quy hoạch có tính đến việc bộ cảm biến có giới hạn ", Roy nói. Chẳng hạn, ông chỉ ra rằng laser rangefinder có điểm mù 120 độ và khoảng 30 mét. "Khi chúng ta bay xuống hành lang dài," Roy nói, "hành lang có thể dài hơn phạm vi tối đa. Vì vậy, xuống hành lang mà bạn không thấy gì, và bạn có thể xây dựng rất nhiều tốc độ rất nhanh chóng mà không nhận ra nó. "Các thuật toán quy hoạch như vậy, giữ quad hướng để các điểm mù của rangefinder được hướng vào một trong những bức tường phía,
Eric Johnson, cố vấn của nhóm kỹ thuật Georgia Tech tham gia cuộc thi, nói rằng mặc dù đội của MIT đã phát triển một "hệ thống tuyệt vời", "có rất nhiều việc phải làm để làm cho hệ thống này thực tế và có ích" ví dụ như "có rất nhiều điều có thể làm để làm cho hệ thống mạnh hơn và nhanh hơn" và "một chi tiết lớn khác cần giải quyết là khía cạnh 3 chiều của nó: mặc dù hệ thống của họ chắc chắn có thể xử lý một số khía cạnh trong ba không gian, tôi không nghĩ rằng nó có những gì cần thiết để nói, đi lên và xuống cầu thang. "
Roy đồng ý rằng "để thực hiện nhiều hoạt động ba chiều - để có thể tìm thấy một bàn làm việc và đất trên bàn làm việc - máy ảnh rõ ràng là đúng loại cảm biến cho điều đó." Trong thực tế, ông nói, quad hoàn thành AUVSI thách thức đã được trang bị để xử lý dữ liệu từ máy ảnh của mình, "nhưng chúng tôi đã kết thúc không sử dụng nó bởi vì chúng tôi không cần nó," ông nói. "Để giảm thiểu những điểm thất bại, bạn sẽ tắt những thứ bạn không cần." Nhưng trong nghiên cứu đang tiến hành của nhóm, Roy nói, "chúng tôi đang tiến sâu hơn vào việc tích hợp camera và laser."
Trung Tâm Học Sửa Laptop Ở Đâu Tốt Nhất