Лаборатория систем руководства, контроля и принятия решений IISc

Мобильная лаборатория робототехники
Тип	Общественный
Учредил	2002
Расположение	Бангалор, Индия
Кампус	Индийский институт науки
Веб-сайт	руководство .аэро .iisc .ernet .в /робототехника /индекс .html

Лаборатория систем наведения, управления и принятия решений ( GCDSL ) расположена на факультете аэрокосмической техники Индийского научного института в Бангалоре, Индия . Мобильная лаборатория робототехники (МРЛ) — его экспериментальное подразделение. Их возглавляет доктор Дебашиш Гхош , профессор. ^[1]

GCDSL был основан в 1990 году (MRL — в 2002 году) и считается одним из ведущих исследовательских центров робототехники в Индии. GCDSL/MRL поддерживает тесное исследовательское сотрудничество с выдающимися академическими группами в таких странах, как США, Великобритания, Израиль, Южная Корея и т. д. Он также имеет несколько грантов на отраслевые проекты.

Обзор исследования

GCDSL была основана с основной целью проведения исследований в области роевой робототехники , мультироботных систем и совместной робототехники с применением к таким задачам, как совместная транспортировка, роботизированные формирования, совместный поиск/спасение и локализация источника запаха. В MRL несколько роботизированных платформ были построены собственными силами и использовались для реальных экспериментов с целью проверки алгоритмов, связанных с некоторыми из вышеупомянутых исследовательских задач.

Группа занимается созданием интеллектуальных систем, способных автономно работать в сложных и разнообразных сценариях. Они заинтересованы в мехатронном проектировании и управлении транспортными средствами, которые эффективно адаптируются к различным ситуациям и работают в динамичных условиях. Это включает разработку новых методов и инструментов для восприятия, картографирования и планирования пути.

За прошедшие годы исследования расширились в области одновременной локализации и картографии ( SLAM ), воздушной робототехники и машинного зрения . В последнее время особое внимание уделяется компьютерному зрению и машинному обучению для повышения универсальности и когнитивных способностей роботизированных платформ.

Текущие проекты

Международный конкурс робототехники Мохамеда бен Заида (MBZIRC 2020)

Цель состоит в том, чтобы MBZIRC 2020 был основан на автономных воздушных и наземных роботах, выполняющих задачи навигации и манипулирования в неструктурированной внешней и внутренней среде. Все дополнительные задачи включают взаимодействие между несколькими БПЛА и роевыми способностями. Эти задачи: (1) схватить качающийся мяч, свисающий с быстро движущегося дрона, (2) Три БПЛА и один БПЛА должны собирать кирпичи и строить стену, (3) Набор из четырех транспортных средств (3 БПЛА + 1 БПЛА). ) для тушения серии искусственных пожаров в высотном здании с помощью баллончика под давлением. Эти миссии находятся на переднем крае технологий интеллектуальной воздушной робототехники и предназначены для реального применения. ^[2] Команда IISc-TCS была выбрана для получения временной награды в размере 100 000 долларов США (поэтапный приз). ^[3]

БПЛА для реагирования на чрезвычайные ситуации наводнения, планирования и управления помощью (EPSRC), 2020 г.

Проект фокусируется на использовании БПЛА для сбора информации о надвигающемся наводнении, что позволяет подразделениям реагирования на чрезвычайные ситуации расставлять приоритеты в ресурсах и эффективно их использовать. В нем также будут рассмотрены проблемы, связанные с полетами БПЛА в сложных ситуациях, а также то, как данные могут быть объединены с моделями ускоренных наводнений для создания подробных планов эвакуации, повышения устойчивости сообществ к наводнениям, спасения жизней и уменьшения экономического ущерба. ^[4]

Воздушные системы-перехватчики (гибкое преследование цели)

Архивные проекты

Оптимизация роя светлячков (GSO)

Алгоритм оптимизации роя светлячков (GSO) — это метод оптимизации, разработанный для одновременного получения нескольких оптимумов мультимодальных функций. ^[5] Алгоритм использует агентов, называемых светлячками, которые используют люминесцентное вещество под названием Люциферин для (косвенной) передачи информации о профиле функции в их текущем местоположении своим соседям. Светлячок зависит от переменной области локального принятия решений, которая ограничена сверху круговым диапазоном датчиков, чтобы идентифицировать своих соседей и вычислять свои движения. Каждый светлячок выбирает соседа, у которого значение люциферина больше его собственного, используя вероятностный механизм, и движется к нему. Эти движения, основанные только на локальной информации, позволяют стае светлячков разделяться на непересекающиеся подгруппы, одновременно демонстрировать поведение такси и встречаться в нескольких оптимальных точках (не обязательно равных) данной мультимодальной функции. Алгоритм был протестирован на специально разработанной системе роботов под названием Kinbots.

Гистограммное переключение интенсивности

Гистограммное переключение интенсивности (HIS) — это алгоритм обхода препятствий на основе зрения, разработанный в лаборатории. Он использует гистограммы изображений, снятых камерой в режиме реального времени, и не использует никаких измерений расстояния для предотвращения препятствий. Также был разработан улучшенный алгоритм, называемый HIS-динамическое распределение маски (HISDMA). Алгоритмы были протестированы на специально созданном роботе под названием VITAR.

Одновременная локализация и картографирование с несколькими роботами (SLAM)

В этом исследовании рассматривается реализация картографирования сетки занятости с использованием миниатюрного мобильного робота, оснащенного набором из пяти инфракрасных датчиков дальности. Для обновления карты используются байесовские методы. Другой вариант этого метода будет использовать один датчик ИК-диапазона для определения дальности до различных отличительных особенностей окружающей среды и использовать полученные показания для сближения SLAM. Эти методы будут распространены на множество роботов. Эти роботы будут общаться между собой по протоколу ZigBee и с глобальным координатором (ПК), который будет отвечать за объединение карт. Эксперименты по моделированию проводятся с использованием программного обеспечения Player/Stage. Роботизированная платформа построена с использованием специально разработанного набора роевых роботов под названием Glowworms.

Испытательный стенд четырехроторного двигателя и воздушного манипулятора

Квадрокоптерный микроавианосец (МАВ) представляет собой летательный аппарат на основе несущей конструкции с четырьмя несущими винтами, обычно расположенными по углам квадратной рамы. Четыре скорости двигателя (и, следовательно, тяга) являются управляющими входами, которые приводят в движение квадрокоптер. Динамика этого транспортного средства быстрая и сильно взаимосвязанная, что представляет собой сложную проблему управления. ^[6]
В лаборатории мобильной робототехники изготовлен квадрокоптер и испытательный стенд управления. На квадрокоптере проводятся эксперименты по управлению, начиная со стабилизации рыскания, тангажа и крена.

Роботы собственной разработки

Кинботы

Для проведения мультироботных испытаний в лаборатории разработана роботизированная платформа, состоящая из четырех колесно-мобильных роботов. В принципе они похожи на транспортные средства Брайтенберга и используют простые методы восприятия/взаимодействия/приведения в действие для достижения сложности индивидуального транспортного средства и создания эффективного группового поведения посредством сотрудничества. Эти роботы использовались для проверки алгоритма GSO.

Светлячки

Эти миниатюрные роботы созданы на основе Kinbots. ^[5]

ВИТАР

VITAR (гусеничный автономный робот на основе машинного зрения) состоит из гусеничного мобильного робота, оснащенного поворотно-наклонным датчиком технического зрения, встроенным ПК, электроникой водителя и беспроводной связью с удаленным ПК. Он использовался для тестирования алгоритмов, основанных на зрении, таких как HIS и HIS-DMA.

Ссылки

^ «Аэрокосмическая техника, Индийский институт науки, Бангалор» . Проверено 25 января 2019 г.
^ «Международный конкурс робототехники Мохамеда бен Заида (MBZIRC)» . Центр киберфизических систем Роберта Боша . 8 августа 2018 года . Проверено 25 января 2019 г.
^ www.ETtech.com. «Команда TCS-IISc гонится за призом в миллион долларов — ETtech» . ETtech.com . Проверено 31 января 2019 г.
^ «Дебасиш Гхош | Индийский институт науки, Бангалор | IISC | Департамент аэрокосмической техники» . Исследовательские ворота . Проверено 25 января 2019 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б К. Н. Кришнананд и Д. Гхош, «Алгоритм оптимизации на основе роя светлячков для мультимодальных функций с приложениями коллективной робототехники», Мультиагентные и грид-системы, выпуск 3, том 2, 2006 г., стр. 209–222.
^ «Economic Times India сообщает о команде робототехники IISc-TCS» . Центр киберфизических систем Роберта Боша . 28 января 2019 года . Проверено 31 января 2019 г.

Внешние ссылки

[:0-1] «Аэрокосмическая техника, Индийский институт науки, Бангалор» . Проверено 25 января 2019 г.

[2] «Международный конкурс робототехники Мохамеда бен Заида (MBZIRC)» . Центр киберфизических систем Роберта Боша . 8 августа 2018 года . Проверено 25 января 2019 г.

[3] www.ETtech.com. «Команда TCS-IISc гонится за призом в миллион долларов — ETtech» . ETtech.com . Проверено 31 января 2019 г.

[:1-4] «Дебасиш Гхош | Индийский институт науки, Бангалор | IISC | Департамент аэрокосмической техники» . Исследовательские ворота . Проверено 25 января 2019 г.

[:2-5] Перейти обратно: ^а ^б К. Н. Кришнананд и Д. Гхош, «Алгоритм оптимизации на основе роя светлячков для мультимодальных функций с приложениями коллективной робототехники», Мультиагентные и грид-системы, выпуск 3, том 2, 2006 г., стр. 209–222.

[:3-6] «Economic Times India сообщает о команде робототехники IISc-TCS» . Центр киберфизических систем Роберта Боша . 28 января 2019 года . Проверено 31 января 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]