El Equipo de Investigación de Exploración Autónoma ha desarrollado un conjunto de sistemas robóticos y planificadores que permiten a los robots explorar más rápidamente, sondear los rincones más oscuros de entornos desconocidos y crear mapas más precisos y detallados. Los sistemas permiten que los robots hagan todo esto de forma autónoma, encontrando su camino y creando un mapa sin intervención humana.

« Puede instalarlo en cualquier entorno, como una tienda por departamentos o un edificio residencial después de un desastre, y listo », dijo Ji Zhang, científico de sistemas en el Instituto de Robótica. « Construye el mapa en tiempo real y, mientras explora, descubre a dónde quiere ir a continuación. Puedes ver todo en el mapa. Ni siquiera tienes que entrar en el espacio. Solo deja que los robots exploren y mapeen el entorno ».

El equipo ha trabajado en sistemas de exploración durante más de tres años. Exploraron y mapearon varias minas subterráneas, un estacionamiento, el Centro Universitario Cohon y varios otros lugares interiores y exteriores en el campus de CMU. Las computadoras y los sensores del sistema se pueden conectar a casi cualquier plataforma robótica, transformándola en un explorador moderno. El grupo utiliza una silla de ruedas motorizada modificada y drones para gran parte de sus pruebas.

Los robots pueden explorar en tres modos utilizando los sistemas del grupo. En un modo, una persona puede controlar los movimientos y la dirección del robot, mientras que los sistemas autónomos evitan que se estrelle contra paredes, techos u otros objetos. En otro modo, una persona puede seleccionar un punto en un mapa y el robot navegará hasta ese punto. El tercer modo es pura exploración. El robot se pone en marcha por su cuenta, investiga todo el espacio y crea un mapa.

« Este es un sistema muy flexible para usar en muchas aplicaciones, desde la entrega hasta la búsqueda y el rescate », dijo Howie Choset, profesor del Instituto de Robótica.

El grupo combinó un sensor lidar de escaneo 3D, una cámara con visión de futuro y sensores de unidad de medición inercial con un algoritmo de exploración para permitir que el robot sepa dónde está, dónde ha estado y hacia dónde debe ir a continuación. Los sistemas resultantes son sustancialmente más eficientes que los enfoques anteriores, creando mapas más completos y reduciendo el tiempo de ejecución del algoritmo a la mitad.

Los nuevos sistemas funcionan en condiciones traicioneras de poca luz donde la comunicación es irregular, como cuevas, túneles y estructuras abandonadas. Una versión del sistema de exploración del grupo impulsó Team Explorer, una entrada de CMU y la Universidad Estatal de Oregón en Subterranean Challenge de DARPA. Team Explorer ocupó el cuarto lugar en la competencia final, pero ganó el premio a la mayoría de los sectores explorados por mapear más de la ruta que cualquier otro equipo.

« Todo nuestro trabajo es de código abierto. No estamos reteniendo nada. Queremos fortalecer a la sociedad con la capacidad de construir robots de exploración autónomos », dijo Chao Cao, Ph.D. estudiante de robótica y operador principal de Team Explorer. « Es una capacidad fundamental. Una vez que la tienes, puedes hacer mucho más ».

Vídeo: https://youtu.be/pNtC3Twx_2w