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Um grupo de pesquisa do Instituto de Robótica da Carnegie Mellon University está criando a próxima geração de exploradores – robôs.
A Equipe de Pesquisa de Exploração Autônoma desenvolveu um conjunto de sistemas robóticos e planejadores que permitem que os robôs explorem mais rapidamente, sondem os cantos mais escuros de ambientes desconhecidos e criem mapas mais precisos e detalhados. Os sistemas permitem que os robôs façam tudo isso de forma autônoma, encontrando seu caminho e criando um mapa sem intervenção humana.
“Você pode colocá-lo em qualquer ambiente, como uma loja de departamentos ou um prédio residencial após um desastre, e pronto”, disse Ji Zhang, cientista de sistemas do Robotics Institute. “Ele constrói o mapa em tempo real e, enquanto explora, descobre para onde quer ir a seguir. Você pode ver tudo no mapa. Você nem precisa entrar no espaço. Basta deixar os robôs explorarem e mapearem o ambiente.”
A equipe trabalhou em sistemas de exploração por mais de três anos. Eles exploraram e mapearam várias minas subterrâneas, um estacionamento, o Cohon University Center e vários outros locais internos e externos no campus da CMU. Os computadores e sensores do sistema podem ser conectados a praticamente qualquer plataforma robótica, transformando-a em um explorador moderno. O grupo usa uma cadeira de rodas motorizada modificada e drones para grande parte de seus testes.
Os robôs podem explorar em três modos usando os sistemas do grupo. Em um modo, uma pessoa pode controlar os movimentos e a direção do robô, enquanto sistemas autônomos evitam que ele bata em paredes, tetos ou outros objetos. Em outro modo, uma pessoa pode selecionar um ponto em um mapa e o robô navegará até aquele ponto. O terceiro modo é pura exploração. O robô parte sozinho, investiga todo o espaço e cria um mapa.
“Este é um sistema muito flexível para usar em muitas aplicações, desde a entrega até a busca e resgate”, disse Howie Choset, professor do Robotics Institute.
O grupo combinou um sensor lidar de varredura 3D, uma câmera voltada para o futuro e sensores de unidade de medição inercial com um algoritmo de exploração para permitir que o robô saiba onde está, onde esteve e para onde deve ir a seguir. Os sistemas resultantes são substancialmente mais eficientes do que as abordagens anteriores, criando mapas mais completos e reduzindo o tempo de execução do algoritmo pela metade.
Os novos sistemas funcionam em condições traiçoeiras de pouca luz, onde a comunicação é irregular, como cavernas, túneis e estruturas abandonadas. Uma versão do sistema de exploração do grupo alimentada pelo Team Explorer, uma entrada da CMU e da Oregon State University no DARPA’s Subterranean Challenge. O Team Explorer ficou em quarto lugar na competição final, mas ganhou o prêmio Most Sectors Explored por mapear mais a rota do que qualquer outra equipe.
“Todo o nosso trabalho é de código aberto. Não estamos escondendo nada. Queremos fortalecer a sociedade com a capacidade de construir robôs de exploração autônomos”, disse Chao Cao, Ph.D. estudante de robótica e operador principal do Team Explorer. “É uma capacidade fundamental. Depois de consegui-la, você pode fazer muito mais.”
Vídeo: https://youtu.be/pNtC3Twx_2w
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