L’équipe de recherche présente une plateforme de recherche agile multi-robots

Les équipes de robots ont le potentiel d'accomplir des missions beaucoup plus élaborées que des robots individuels, par exemple parcourir de longues distances plus rapidement, visiter différents sites simultanément ou surveiller des zones géographiques plus vastes. Les plates-formes combinant du matériel et des logiciels fiables pour des applications multi-robots pourraient contribuer à faire progresser la recherche dans ce domaine, en facilitant les tests d'équipes de robots dans des contextes réels spécifiques.

Des chercheurs de l'Université de Cambridge ont récemment présenté le Cambridge RoboMaster, une plateforme prometteuse pour la recherche multi-robots. Cette plateforme, décrite dans un article pré-publié sur arXivcomprend la conception d'une flotte de robots à roues Robomaster personnalisés, ainsi que d'un logiciel permettant de simuler et de former les robots à des tâches spécifiques.

“Notre mission est de développer des solutions d'intelligence collective dans les systèmes multi-robots et multi-agents”, a déclaré Amanda Prorok, chercheuse principale, à Tech Xplore. “Cette recherche intègre des méthodes d'apprentissage automatique, de planification et de contrôle, avec un large éventail d'applications, notamment le transport automatisé, la logistique, la surveillance environnementale et la recherche et le sauvetage. Pour valider nos recherches, nous avions besoin d'une plate-forme robotique robuste et performante.”

Blumenkamp et ses collègues ont entrepris de développer une plateforme de recherche multi-robots répondant à une série d'exigences, à savoir une puissance de calcul, une vitesse, une agilité et une durabilité de pointe. Finalement, ils ont décidé d'utiliser des versions personnalisées des robots DJI RoboMaster S1, de petits robots à roues conçus à l'origine pour les compétitions de niveau secondaire et universitaire.

“Cette plateforme constitue une base solide sur laquelle nous pouvons nous appuyer pour répondre à nos besoins spécifiques”, a déclaré Blumenkamp. « Au cours des trois dernières années, nous avons continué à travailler sur cette plate-forme robotique, et nous avons continuellement réitéré et amélioré ses capacités. Pendant ce temps, nous avons ajouté des ordinateurs, des capteurs et des logiciels de contrôle plus performants et l'avons utilisé dans plusieurs projets, six au total.”

Après le déploiement réussi des robots DJI RoboMaster S1 lors de divers projets et concours, les chercheurs ont décidé de les présenter à la communauté de recherche en robotique. Pour ce faire, ils ont créé la plate-forme présentée dans leur récent article, qui comprend des conceptions matérielles, des plans sources et des logiciels qui permettront à d'autres acteurs du domaine d'expérimenter avec des équipes de robots RoboMaster.

“Le Cambridge RoboMaster est une plate-forme robotique compacte et puissante conçue pour faire progresser la recherche multi-agents”, a expliqué Blumenkamp. “Construit sur le DJI RoboMaster S1, nous l'avons amélioré en remplaçant l'ordinateur principal par un ordinateur plus performant. Notre contrôleur personnalisé pousse la plateforme jusqu'à ses limites physiques, lui permettant d'atteindre une vitesse maximale de 4,5 m/s. Cela en fait un banc d'essai très agile et efficace pour les expériences multi-robots dans des environnements intérieurs.

L'un des plus grands avantages du Cambridge RoboMaster est qu'il offre un équilibre parfait entre la taille et les capacités du robot. En fait, les robots DJU RoboMaster S1 personnalisés de l'équipe surmontent les limites des robots plus petits, qui ont souvent une puissance de calcul limitée, et des robots plus gros, qui sont généralement chers et trop gros pour être déployés à l'intérieur.

“Notre plate-forme comprend une pile de contrôle pour une autonomie embarquée totale et une communication peer-to-peer, et peut exécuter des politiques d'apprentissage par renforcement multi-agents directement à partir de notre cadre de simulation sans formation supplémentaire”, a déclaré Blumenkamp.

« De plus, le Cambridge RoboMaster est rentable à environ 700 $, ce qui le rend accessible aux chercheurs. Sa combinaison d'abordabilité, de capacités avancées et de polyvalence en fait un outil idéal pour un large éventail de démonstrations de recherche et d'applications pratiques dans les systèmes multi-agents. “.

Notamment, les robots Cambridge RoboMaster sont à la fois agiles et rentables, ce qui les rend faciles à fabriquer et à tester dans des contextes universitaires et de recherche. Les universités et laboratoires de robotique du monde entier pourraient ainsi rapidement intégrer la plateforme dans leurs travaux expérimentaux, par exemple en l'utilisant pour tester des algorithmes pour la planification de missions multi-robots.

Les chercheurs ont déjà testé leurs robots lors de divers tests, qui ont démontré leur efficacité énergétique et leur polyvalence. Par exemple, il a été constaté que les robots naviguaient efficacement dans les environnements intérieurs et extérieurs sur des terrains lisses.

“Bien que nous n'ayons pas l'intention d'utiliser cette plate-forme directement dans des contextes réels, elle constitue un proxy idéal et un outil de recherche permettant de tester des algorithmes applicables à la navigation multi-agents”, a déclaré Blumenkamp. « De tels scénarios sont pertinents pour des domaines du monde réel, notamment l'automatisation et la logistique des entrepôts. »

Le Cambridge RobotMaster s’est jusqu’à présent révélé être un banc d’essai très polyvalent, fiable et accessible pour la recherche multi-robots. Le matériel, les logiciels et les outils de simulation nécessaires pour commencer à expérimenter la plateforme, publiés sur GitHub, pourraient bientôt être utilisés par des groupes de recherche du monde entier pour tester des algorithmes pour diverses applications multi-robots, notamment la logistique de transport automatisée, la surveillance environnementale et les missions de recherche et de sauvetage.

“Pour les recherches futures, nous avons des projets passionnants visant à utiliser cette plate-forme dans divers projets. À l'heure actuelle, nous nous concentrons sur l'amélioration de la détection embarquée, de la communication décentralisée et du contrôle”, a ajouté Blumenkamp.

« Nous étudions également comment cette plateforme peut servir de passerelle pour déployer nos recherches sur les drones. En continuant à améliorer et à étendre les possibilités de cette plateforme, nous visons à repousser les limites de la recherche sur les systèmes multi-robots et multi-agents. . Peut-être qu’un jour nous verrons ces robots jouer au football. »

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