En blomsterbestøvningsalgoritme til effektiv planlægning af robotstier

I løbet af det sidste årti eller deromkring, forskere verden over har udviklet stadig mere avancerede teknikker til at muliggøre robotnavigation i forskellige miljøer, herunder på land, i luften, under vandet eller på særligt ru terræn. For at være effektiv, disse teknikker bør give robotter mulighed for at bevæge sig rundt i deres omgivelser både sikkert og effektivt, spare så meget energi som muligt.

Forskere ved Indian Institute of Technology Kharagpur i Indien har for nylig udviklet en ny tilgang til at opnå effektiv stiplanlægning i mobile robotter. Deres metode, præsenteret i et papir publiceret i Springer Link's Naturinspireret beregning i navigation og rutinemæssige problemer , er baseret på brugen af ​​en blomsterbestøvningsalgoritme (FPA), et soft computing-baseret værktøj, der kan identificere ideelle løsninger på et givet problem ved at overveje en række faktorer og kriterier.

"Blomsterbestøvningsalgoritmer (FPA'er) har vist deres potentiale inden for forskellige ingeniørområder, "Atul Mishra, en af ​​forskerne, der gennemførte undersøgelsen, fortalte TechXplore. "I vores undersøgelse, vi brugte algoritmen til at løse problemet med stiplanlægning til mobile robotter. Vores primære mål var at planlægge, på mindst mulig tid, den mest optimale sti med hensyn til minimum sti længde og energiforbrug, med maksimal sikkerhed. "

I første omgang, Mishra og hans kollega Sankha Deb vurderede forskellige eksisterende tilgange til planlægning af robotstier og besluttede at basere deres tilgang på en FPA, en beregningsteknik, der efterligner blomstrende planters bestøvningsmekanismer til at tackle en række problemer. Forskerne har specifikt designet deres FPA til at planlægge ideelle stier til mobile robotter.

"De ændringer, vi foretog, var nødvendige, da operatørerne kunne give umulige stier under algoritmens afvikling, "Mishra forklaret." Da algoritmen ikke er baseret på grafer, vi forventede, at den ville have en fordel i forhold til grafbaserede tilgange, som typisk bliver beregningsmæssigt dyre, når søgerummet udvides. "

Når du prøver at identificere de bedste veje for en mobil robot til at nå et givet sted, den FPA-baserede metode, der er udarbejdet af Mishra og Deb, overvejer en række faktorer, herunder robotens placering, den afstand, den skal tilbagelægge, og antallet af sving, det skal tage for at nå den ønskede placering. Det overvejer også sikkerheden ved forskellige stier til rådighed for robotten, i sidste ende beregning af den optimale løsning.

"Den foreslåede algoritme kan med succes planlægge og give en af ​​de mest optimale stier til rådighed for mobilrobotten, "Mishra sagde." En anden vigtig ting, som en planlægningsalgoritme som den, vi udviklede, skal overveje, er mobilrobotens endelige form og størrelse for at finde den bedste ruteplan. "

Mishra og Deb evaluerede deres tilgang i en række eksperimenter, hvor en robot skulle udføre forskellige navigationsopgaver. Disse tests gav meget lovende resultater, da den FPA-baserede teknik generelt var i stand til at planlægge ideelle stier for robotten. I fremtiden, deres FPA-baserede metode kunne i sidste ende muliggøre effektiv og sikker navigation i både eksisterende og nyudviklede mobile robotter.

"Det fremtidige fokus for vores arbejde vil være at opnå en præcis kortlægning af stien med robotmotoriske bevægelser og udvikle den algoritme, vi udviklede, så den også har et online planlægningsmodul, "Sagde Mishra.

© 2020 Science X Network