Ещё один уникальный продукт 71 отдела Института проблем искусственного интеллекта обрёл почву под ногами. Почву, правда, неровную, с пригорками и выбоинами, но в этом-то и скрыта его суть. В рамках проекта «Разработки вычислительно эффективных методов управления четырёхколёсным беспилотным транспортным средством для построения цифровых карт местности» (ссылка) команда научных сотрудников и специалистов в лице Степана Дергачёва, Кирилла Муравьёва и Константина Яковлева представила новый алгоритм планирования движения колёсного робота, учитывающий неровность окружающей среды. А заодно и «обкатала» его.
Решения подобных задач не только интересны сами по себе, но и крайне востребованы. Сложно представить, куда ещё не успели проникнуть мобильные роботы: транспортировка грузов и автоматизированные склады — в промышленности, роботы-ассистенты — в медицине, сборщики урожая — в сельском хозяйстве, не говоря уже об «умных городах», где без робототехники для сервисных и социальных нужд не обойтись. Поэтому важно обезопасить железных братьев наших меньших, научить их прокладывать себе путь самостоятельно, преодолевая наклонные поверхности и огибая препятствия без помощи человека.
Именно для этого и предназначена разработанная институтом система навигации. Результаты исследований были опубликованы в статье «Карта высот, поиск и следование по пути для навигации мобильного колёсного робота с учётом неровности среды» (ссылка) и представлены на 13-м международном симпозиуме, посвящённом управлению в робототехнических системах IFAC SYROCO 2022 (Токио). Помимо карты высот, построенной методом Elevation Mapping, для локального планирования авторы воспользовались ноу-хау собственной сборки: методом следования пути Model Predictive Path Integral (MPPI, доступен на GetHub).
Практически алгоритм был реализован в виде отдельного модуля для операционной системы роботов Robotic Operating System (ROS): за основу взяли стек навигации ROS Navigation 2 (Nav2) с внедрённым в него MPPI в качестве контролирующего сервера. В будущем разработчики обещают заменить и другие компоненты на собственные. Тестировал продукт колёсный мобильный робот на полигоне робоцентра ФИЦ ИУ РАН. Как видите, вполне успешно.
Результаты экспериментов были описаны командой в докладе «Навигация мобильного колёсного робота с учётом неровности среды» (ссылка) и представлены на конференции инженеров и разработчиков ROS Russian Meetup 2023, прошедшей 18 февраля в Москве. С видео конференции и реакцией на исследование вы также можете ознакомиться по ссылке выше. Работы ещё много, но как же приятно наблюдать зарождение разумного, пускай и железного существа!