Ερευνητές του Northwestern University ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο που επιτρέπει σε αυτόνομα οχήματα να αποφεύγουν τις συγκρούσεις μεταξύ τους ή να προκαλούν κυκλοφοριακή συμφόρηση, ανοίγοντας τον δρόμο για την καθιέρωση της χρήσης αυτόνομων οχημάτων, την αυτοματοποίηση των αποθηκών κ.α.
Οι ερευνητές δοκίμασαν τον νέο, «αποκεντρωμένο» αλγόριθμο σε μια προσομοίωση με 1.024 ρομπότ και σε 100 αληθινά ρομπότ στο εργαστήριο. Τα ρομπότ ήταν σε θέση να κινούνται αξιόπιστα και με ασφάλεια, σχηματίζοντας προκαθορισμένα σχήματα μέσα σε διάστημα μικρότερο του ενός λεπτού.
«Αν έχεις πολλά αυτόνομα οχήματα στον δρόμο, δεν θες να συγκρούονται μεταξύ τους ή να κολλούν σε μποτιλιάρισμα» είπε ο Μάικλ Ρούμπενσταϊν του Northwestern, που ηγήθηκε της έρευνας. «Κατανοώντας πώς ελέγχουμε τα σμήνη ρομπότ προκειμένου να δημιουργούν σχήματα, μπορούμε να κατανοούμε πώς να ελέγχουμε στόλους αυτόνομων οχημάτων καθώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους».
Το σχετικό paper θα δημοσιευτεί αργότερα μέσα στον μήνα στο IEEE Transactions on Robotics.
Το πλεονέκτημα ενός σμήνους μικρών ρομπότ έναντι ενός μεγάλου ρομπότ ή ενός σμήνους με ένα ρομπότ- αρχηγό, είναι η έλλειψη κεντρικού ελέγχου, που μπορεί να εξελιχθεί σε επίκεντρο/ εστία προβλήματος ή βλάβης. Ο αποκεντρωμένος αλγόριθμος του Ρούμπενσταϊν λειτουργεί ως ασφάλεια.
«Αν το σύστημα είναι κεντρικού χαρακτήρα και ένα ρομπότ σταματήσει να λειτουργεί, τότε όλο το σύστημα καταρρέει» είπε ο Ρούμπενσταϊν. «Σε ένα αποκεντρωμένο σύστημα δεν υπάρχει αρχηγός που να λέει στα άλλα ρομπότ τι να κάνουν. Το κάθε ρομπότ λαμβάνει τις δικές του αποφάσεις. Αν ένα ρομπότ παρουσιάσει πρόβλημα σε ένα σμήνος, το σμήνος μπορεί ακόμα να ολοκληρώσει την αποστολή του».
Ωστόσο ακόμα και έτσι τα ρομπότ πρέπει να συντονίζονται για να αποφεύγουν τις συγκρούσεις και τον συνωστισμό. Για να το κάνει αυτό, ο αλγόριθμος εκλαμβάνει το έδαφος κάτω από τα ρομπότ ως ένα πλέγμα/ δίκτυο. Χρησιμοποιώντας τεχνολογία παρόμοια με αυτή του GPS, το κάθε ρομπότ γνωρίζει σε ποιο σημείο βρίσκεται. Πριν αποφασίσει πού να πάει, το κάθε ρομπότ χρησιμοποιεί αισθητήρες για να επικοινωνεί με τους «γείτονές» του, συμπεραίνοντας εάν οι γύρω χώροι στο πλέγμα αυτό είναι κενοί ή κατειλημμένοι. «Τα ρομπότ αρνούνται να μετακινηθούν σε ένα σημείο μέχρι το σημείο εκείνο να είναι ελεύθερο και να ξέρουν ότι δεν πάνε εκεί άλλα ρομπότ…είναι προσεκτικά και κάνουν κράτηση έγκαιρα σε έναν χώρο» σημείωσε ο Ρούμπενσταϊν.
Ακόμα και με όλο αυτόν τον προσεκτικό συντονισμό, τα ρομπότ είναι ακόμα ικανά να επικοινωνούν και να μετακινούνται γρήγορα για να δημιουργούν σχήματα. Ο Ρούμπενσταϊν το επιτυγχάνει αυτό κρατώντας τα ρομπότ «μυωπικά».
«Το κάθε ρομπότ μπορεί να αντιληφθεί μόνο τρεις ή τέσσερις από τους πιο κοντινούς του γείτονες…δεν μπορούν να δουν όλο το σμήνος, κάτι που καθιστά ευκολότερη την αύξηση κλίμακας στο σύστημα Τα ρομπότ αλληλεπιδρούν τοπικά για να λαμβάνουν αποφάσεις χωρίς πληροφορίες για το σύνολο». Στο σμήνος του Ρούμπενσταϊν, για παράδειγμα, 100 ρομπότ μπορούν να συντονιστούν για να δημιουργήσουν ένα σχήμα μέσα σε ένα λεπτό, τη στιγμή που σε άλλες προηγούμενες σχετικές προσεγγίσεις χρειαζόταν μία ώρα.
Ο ερευνητής εκτιμά πως ο αλγόριθμός του θα μπορούσε να χρησιμοποιείται σε στόλους αυτόνομων οχημάτων και σε αυτοματοποιημένες αποθήκες.
