成群的机器人避免碰撞，交通拥堵

 
为了使自动驾驶汽车成为日常生活，他们需要安全无误地相互导航，而不会撞车或造成不必要的交通拥堵。
为了帮助实现这一目标，西北大学的研究人员开发了第一种具有无冲突，无死锁保证的分散算法。
研究人员在模拟1,024个机器人以及在实验室中由100个真实机器人组成的群体中测试了该算法。机器人可以在不到一分钟的时间内可靠，安全，高效地收敛以形成预定形状。
负责这项研究的西北航空的迈克尔·鲁宾斯坦说：“如果您在路上有许多自动驾驶汽车，您不希望它们彼此碰撞或陷入僵局。” “通过了解如何控制群体机器人来形成形状，我们可以了解如何控制自动驾驶车队之间的相互作用。”
该论文将在本月晚些时候发表在《 IEEE Transactions on Robotics》杂志上。鲁宾斯坦(Rubenstein)是西北麦考密克工程学院计算机科学专业的Lisa Wissner-Slivka和Benjamin Slivka教授。
与一台大型机器人或一台带引线机器人的小型机器人相比，小型机器人的优势在于缺乏集中控制，而集中控制却很快就会成为故障的中心。鲁宾斯坦的分散算法可起到故障保护作用。
鲁宾斯坦说：“如果系统是集中式的，并且机器人停止工作，那么整个系统就会失效。” “在分散式系统中，没有领导者告诉所有其他机器人该怎么做。每个机器人都做出自己的决定。如果一个机器人在一个集群中失败，该集群仍然可以完成任务。”
一百个小型机器人蜂拥而至，自组装成“ NU”。一种新的算法可以防止机器人碰撞和卡在交通拥堵中。总有一天，这种算法可以使无人驾驶车队更加可靠，安全和高效。学分：西北大学
尽管如此，机器人仍需要协调以避免碰撞和死锁。为此，该算法将机器人下方的地面视为网格。通过使用类似于GPS的技术，每个机器人都可以知道它在网格上的位置。
在决定移动位置之前，每个机器人都使用传感器与邻居进行通讯，以确定网格中附近的空间是否空置或有人居住。
鲁宾斯坦说：“机器人会拒绝移动到某个地点，直到该地点是免费的，直到他们知道没有其他机器人移动到该地点为止。” “他们很小心，并提前预留了空间。”
即使进行了所有这些仔细的协调，机器人仍然能够进行通信并快速移动以形成形状。鲁宾斯坦通过保持机器人近视来实现这一目标。
鲁宾斯坦解释说：“每个机器人只能感知到其近邻中的三个或四个。” “他们看不到整个群，这使得扩展系统变得更加容易。机器人可以在本地交互以在没有全局信息的情况下做出决策。”
例如，在鲁宾斯坦(Rubenstein)的蜂群中，一分钟内有100个机器人可以协调形成一个形状。在以前的某些方法中，可能需要一个小时的时间。鲁宾斯坦(Rubenstein)认为，他的算法可用于无人驾驶汽车车队和自动仓库中。
他说：“大型公司的仓库中有数百台机器人，它们的任务与我们的机器人在实验室中的相似。” “他们需要确保机器人不会碰撞，但必须尽快移动，直到最终将物体交给人类的地步。”