MIT计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)正在开发一种既能飞又能跑的机器人。
一支来自CSAIL的团队设计了一个系统,由8个四旋翼无人机和模拟的城市环境构成,环境中还设置了停车场、禁飞区、起降场等设施。
这些无人机可以飞行(Of course!),也可以在地上行驶。
他们在最新论文Multi-robot Path Planning for a Swarm of Robots that Can Both Fly and Drive中展示了这个系统,还制作了这个视频:
给一群能飞又能跑的机器人规划路径,似乎是个大难题,不过量子位知道,你们可能(和我一样)更关心这群机器人本身……
所以,我们先说说这些能在地上跑的无人机。
无人机能飞就行了,为什么还要当车用?
在天上飞和在地上跑,其实各有长短。
可飞行的无人机灵活而敏捷,然而电池续航时间通常很短,不适合长时间使用。
另一方面,地面车辆更节能,但速度缓慢,移动灵活性不如飞机。
想想我们已经不太熟悉了的自然界,很多鸟类、昆虫等等动物都是又能飞又能跑的,并不像在机器人身上这样分工明确。
论文第一作者Brandon Araki博士说:“在许多存在障碍的环境中,同时具备飞行和行驶能力很有用。地面上有障碍时你可以飞,空中有障碍时你可以在地面行驶。普通无人机完全无法在地面上行驶,带轮子的无人机移动性更好,而续航时间只有略微下降。”
在这个系统之前,Araki开发了“飞行猴子”,这种机器人可以爬行、抓取和飞行。
虽然这种猴子机器人可以跳过障碍物,爬上爬下,但没有办法自己规划路径,朝着目的地飞行。
于是就有了这篇新论文中的路径规划算法。
为了解决这个问题,该团队开发了多种“路径规划”算法,确保机器人不会相撞。
为了让它们可以在地面上行驶,研究人员在无人机底部安装了两个带轮子的小马达。在模拟实验中,这种机器人在电池电量耗尽前可以飞行90米,或是行驶252米。
将地面行驶元件添加至无人机略微降低了电池续航时间,这意味着最远飞行距离减少了14%,约为300英尺。不过,由于地面行驶比飞行的能耗更低,因此行驶效率的提高抵消了额外重量导致的飞行距离缩短。
罗格斯大学计算机科学家Yu Jingjin表示:“这项工作为大规模混合式交通系统提供了算法上的解决方案,并证明了对于现实世界问题的适用性。”他没有参与这项研究。
Araki和CSAIL主任Daniela Rus共同开发了这个系统,其他参与者包括麻省理工学院本科生John Strang、Sarah Pohorecky和Celine Qiu,以及苏黎世联邦理工学院高级互动技术实验室的Tobias Naegeli。
他们本月早些时候在新加坡的IEEE机器人和自动化国际会议上展示了他们的系统。
Rus表示,类似这样的系统表明,制造安全有效的飞行汽车并不是简单地给汽车插上翅膀,而是在此前研究的基础上给无人机增加地面行驶功能。
“当我们开始开发飞行汽车的规划和控制算法时,一种令人鼓舞的可能性是在小范围内设计具备这些能力的机器人。”Rus表示,“很明显,关于真正能够载客的车辆,我们仍面临着巨大的挑战。但我们已经看到,未来的飞行汽车可以提供快速、无拥堵的交通方式。”