Des essaims de robots ont augmenté en importance en raison de leur flexibilité pour accomplir diverses tâches difficiles pour un seul robot ou un véhicule aérien sans pilote (UEAV). Tout, de la pulvérisation d'un champ avec des pesticides à la formation de spectacles de lumière géante dans le ciel, sont plus faciles en groupes.
Cependant, leur implémentation est encore limitée dans des environnements dynamiques en raison de la difficulté à naviguer et de communiquer entre eux. Théoriquement, avoir plusieurs nœuds de réseau de communication avec leurs propres capteurs positionnels faciliterait la compréhension des membres d'un essaim et se déplace dans cet espace.
Cependant, la mise en œuvre des caractéristiques techniques d'un tel réseau reste hors de portée, en raison de l'absence d'un cadre partagé qui permet aux drones de communiquer et de se coordonner facilement. Pour aider à résoudre ce problème, les chercheurs de l'Université des sciences du Shangdong de la technologie ont résumé plus de 150 articles techniques sur le «positionnement collaboratif» pour les essaims - et voici ce qu'ils ont trouvé.
Capteurs grouillants
Les essaims ont une grande variété de cas d'utilisation et peuvent être constitués de nombreux types de systèmes différents. Un seul réseau "Swarm" peut contenir des satellites, des véhicules autonomes sous-marins, des véhicules au sol et même un équipement de mise en réseau portable. Comprendre précisément où chaque membre d'un essaim reste un défi difficile, et la recherche de solutions potentielles à ce défi se concentre sur le concept de positionnement collaboratif.
Plusieurs facteurs techniques contribuent à ce défi, mais deux des plus difficiles à surmonter sont le manque de positionnement précis et les vitesses de communication lentes. Les drones typiques utiliseront des chipsets GPS standard pour leur positionnement. Bien qu'ils soient utiles pour le positionnement général, ils n'ont pas la précision au niveau des centimètres qui serait nécessaire pour coordonner les positions exactes avec d'autres drones dans l'essaim. Si, par exemple, ils tentent de rechercher une zone ensemble, il pourrait y avoir quelques mètres dans la zone de couverture en raison du manque de positionnement précis.
Pour atténuer cette faiblesse, le journal a examiné différents types de capteurs qui pourraient fusionner leurs données avec les autres pour créer une image plus en baisse de l'endroit où se trouve un drone. Les différents types de capteurs peuvent être largement regroupés en trois catégories - détection visuelle, lumière et allant (lidar) et capteurs sans fil. Le visuel est le système de caméra typique commun aujourd'hui sur tout, des drones aux satellites en passant par les téléphones portables. Données que ces capteurs collectent aident les membres d'essaims à comprendre leur environnement immédiat, bien qu'ils ne soient pas particulièrement utiles dans certains cas, comme sous l'eau, car l'opacité de l'eau limite la transmission de la lumière aux longueurs d'onde que ces capteurs peuvent détecter.
Les capteurs sans fil sont une manière plus nuancée de mesurer les distances à différents points - en particulier d'autres membres de l'essaim lui-même. La puissance de sortie de l'antenne et la résistance du signal reçue peuvent être utilisées comme indicateur indirect de la distance si un modèle décent des supports entre les deux capteurs est connu et si les deux nœuds savent qu'ils se parlent. Le mathématique pour déterminer les distances à plusieurs capteurs se complique rapidement, mais l'utilisation pour confirmer les mesures de distance des autres capteurs lidar permet aux nœuds d'essaim individuels de compléter leur puzzle de positionnement global.
L'avenir des essaims
Cela ressemble à une occasion de s'améliorer dans l'un des domaines les plus importants concernant les essaims autonomes. Si nous avons un jour pour avoir un avenir de mobilité vraiment autonome, avec des voitures volantes, des drones de livraison et une diminution considérablement des victimes de transport, le positionnement collaboratif sera un outil essentiel dans cet environnement.
De nombreuses capacités à long terme des essaims ne peuvent être vraiment déverrouillées qu'une fois qu'elles ont partagé des systèmes de positionnement collaboratif. Celles-ci vont des missions de recherche et de sauvetage où des milliers de fans de Tiny Robots pour rechercher de manière approfondie dans une zone pour soulever en collaboration des objets lourds qu'aucun nœud ne pourrait faire seul.
Les humains fonctionnent mieux lorsqu'ils coordonnent, et on peut en dire autant pour les drones et les robots. Déverrouiller la capacité d'un essaim à voir le monde de plusieurs points de vue et coordonner leurs prochaines actions à travers un cadre de communication sans fil partagé permettra un niveau de coordination qu'aucune équipe humaine ne pourrait jamais égaler.