Robotar som kan röra sig fritt öppnar upp nya möjligheter
Dagens robotar kräver statiska miljöer och navigerar med hjälp av slingor i golvet eller reflektorer på väggarna men det vill forskare vid Örebro universitet ändra på. I en artikel i The International Journal of Robotics Research beskriver de ett system som gör det möjligt för robotar att se och hantera saker som händer omkring dem. Målet är att robotar ska kunna röra sig fritt.
– Med vårt system kan robotar eller självgående truckar som det gäller i det här fallet lära sig hur miljön ändras över tid. De klarar av att hitta nya vägar om den de använde tidigare har blivit blockerad. Det är lätt för oss människor men en stor utmaning för en robot, säger Achim Lilienthal, professor vid Örebro universitet.
Om robotar kan uppfatta vad som händer runt omkring dem kan de röra sig fritt och arbeta mer effektivt i miljöer där människor korsar deras väg eller i lagerlokaler där varor kommer och går. I framtiden skulle de kunna användas i större utsträckning inom industrin och jordbruket men också i gruvor eller på flygplatser till exempel.
Snabbare och mer pålitlig
För att ge robotar en möjlighet att se vad som händer runt omkring dem bygger forskarna 3D-kartor. En karta som uppdateras kontinuerligt gör det möjligt för roboten att röra sig fritt i utmanande miljöer. Den nya karttekniken, som Örebroforskarna nu presenterar, är snabbare, mer pålitlig och mer precis än tidigare.
Tekniken bygger på två olika metoder: Normal Distribution Transform, NDT och Occupancy Grid Maps, OM. NDT bygger tredimensionella kartor genom att komprimera de många mätpunkter, 500 000 per sekund, som reflekteras från olika föremål. Men istället för att spara alla punkter separat grupperas de i ett rutnät. I varje ruta pekas mätpunkter ut genom att räkna ut medelvärde och spridning. Mätdatan komprimeras och punkterna blir ellipsoider, ovala områden, istället för separata punkter, som sparas i minnet.
När miljön omkring den förändras
– Om man ska spara alla punkter blir utrymmet snabbt fullt. Dessutom tar det lång tid för roboten att jämföra ny mätdata, speciellt när miljön omkring den förändras, säger Achim Lilienthal.
Roboten måste hela tiden jämföra det den ser med det den har sett tidigare, eftersom nya hinder tillkommer och varor som tidigare stod i vägen försvinner. OM-tekniken hjälper roboten att avgöra om hindret finns kvar eller inte.
– Vår lösning för samman det bästa av två världar. NDT gör att stora mängder data kan sparas på ett effektivt sätt medan OM bidrar med stabilitet och stadga.
– Vi har haft möjligheten att testköra systemet i en lagerlokal under en lång period och våra resultat visar att systemet är stabilt och konsekvent. NDT-OM producerar 3D-kartor som roboten kan navigera efter i förändliga industrimiljöer, säger Achim Lilienthal.