Исследовательская команда представляет гибкую многопользовательскую исследовательскую платформу

Крупным планом Cambridge Robomaster, оснащенным пользовательскими вычислениями и датчиками.Кредит: Blumenkamp et al. .

Исследователи из Кембриджского университета недавно представили Cambridge Robomaster, многообещающую платформу для исследований с несколькими роботами.Эта платформа, изложенная в бумаге, предварительно опубликованной на ARXIV, включает в себя дизайн парка индивидуальных роботов Robomaster Wheeled, а также программное обеспечение для моделирования и обучения роботов на определенных задачах.

«Наша миссия состоит в том, чтобы разработать решения для коллективного интеллекта в многопользовательских и многоагентных системах»,-сказала Tech Xplore Аманда Пророк, главный следователь.«Это исследование включает в себя методы машинного обучения, планирования и контроля, с широким спектром приложений, включая автоматизированный транспорт, логистику, мониторинг окружающей среды, а также поиск и спасение. Чтобы проверить наши исследования, нам нужна была надежная и способная роботизированная платформа».

Blumenkamp и его коллеги решили разработать многочисленную исследовательскую платформу, которая отвечала ряду требований, а именно современной вычислительной мощности, скорости, гибкости и долговечности.В конечном счете, они решили использовать индивидуальные версии роботов DJI Robomaster S1, небольших, колесных роботов, которые первоначально были разработаны для соревнований на среднем и университетском уровне.

«Эта платформа обеспечила прочную основу, которую мы могли бы построить для удовлетворения наших конкретных потребностей», - сказал Блюменкамп.«За последние три года мы продолжали работать над этой роботизированной платформой, и мы постоянно повторялись и улучшали ее возможности. В течение этого времени мы добавили более способные компьютеры, датчики и контрольное программное обеспечение и использовали его в нескольких проектах, шестьв итоге.”

После успешного развертывания роботов DJI Robomaster S1 во время различных проектов и соревнований исследователи решили представить их сообществу исследований в области робототехники.Для этого они создали платформу, представленную в их недавней статье, которая включает в себя аппаратные проекты, исходные чертежи и программное обеспечение, которое позволит другим в этой области экспериментировать с командами роботов Robomaster.

«Cambridge Robomaster-это компактная и мощная роботизированная платформа, предназначенная для продвижения многоагентных исследований»,-пояснил Блюменкамп.”Построен на DJI Robomaster S1, мы улучшили его, заменив основной компьютер на более способный. Наш пользовательский контроллер выдвигает платформу к его физическим пределам, позволяя ему достичь максимальной скорости 4,5 м/с. Это делает ееВысокочисленные и эффективный испытательный стенд для экспериментов с несколькими роботами в помещении ».

Одним из величайших преимуществ Cambridge Robomaster является то, что он предлагает идеальный баланс между размером и возможностями робота.Фактически, индивидуальные роботы DJU Robomaster S1 от команды преодолевают ограничения обоих меньших роботов, которые часто имеют дефицитную вычислительную мощность, и более крупные роботы, которые, как правило, дорогие и слишком велики, чтобы их развернули в помещении.

«Наша платформа включает в себя стек управления для полной бортовой автономии и одноранговую связь, и может запускать политику обучения в области многоагентного подкрепления непосредственно из нашей структуры моделирования без дополнительного обучения»,-сказал Блюменкамп.

«Более того, Cambridge Robomaster экономит около 700 долларов США, что делает его доступным для исследователей. Его сочетание доступности, расширенных возможностей и универсальности делает его идеальным инструментом для широкого спектра исследований и практических применений в многоагентных системах. ”

Примечательно, что роботы Cambridge Robomaster являются как гибкими, так и экономически эффективными, что облегчает их изготовление и тестирование в академических и исследованиях.Таким образом, университеты и робототехники по всему миру могут быстро интегрировать платформу в свою экспериментальную работу, например, используя ее для тестирования алгоритмов для планирования множественных миссий.

Исследователи уже проверили своих роботов в различных тестах, которые продемонстрировали их эффективность и универсальность.Например, было обнаружено, что роботы эффективно ориентируются как в помещении, так и на открытом воздухе по гладкой местности.

«Хотя мы не намерены, чтобы эта платформа была непосредственно использована в реальных настройках, она служит идеальным прокси и инструментом исследования, который позволяет тестировать алгоритмы, применимые в многоагентной навигации»,-сказал Блюменкамп.«Такие сценарии актуальны для реальных доменов, включая автоматизацию склада и логистику».

Кембриджский роботмейстер до сих пор оказался очень универсальным, надежным и доступным испытательным стендом для исследований в области мульти-робота.Аппаратные средства, программное обеспечение и инструменты моделирования, необходимые для начала экспериментов с платформой, опубликованной на GitHub, могут вскоре использоваться исследовательскими группами по всему миру для тестирования алгоритмов для различных приложений с несколькими роботами, включая автоматизированную транспортную логистику, мониторинг окружающей среды, а также поисковые и спасательные миссии.

«Для будущих исследований у нас есть захватывающие планы по использованию этой платформы в различных проектах. Прямо сейчас мы сосредоточены на улучшении чувствительности на борту, децентрализованном общении и контроле»,-добавил Блюменкамп.

«Мы также рассматриваем, как эта платформа может служить мостом для развертывания наших исследований для беспилотников. Продолжая улучшать и расширять то, что может сделать эта платформа, мы стремимся раздвинуть пределы исследований в области многоуровневых и многоагентных системИ, может быть, однажды мы увидим этих роботов, играющих в футбол ».

More information: Jan Blumenkamp et al, The Cambridge RoboMaster: An Agile Multi-Robot Research Platform, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.02198