Credit: Bharadwaj等印度理工学院的研究人员Bhubaneswar与TCS Research和Wageningen大学合作，最近设计了一种新策略，可以改善作为一个团队处理复杂任务的不同机器人之间的协调。这一策略是在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍的，它基于一种分离架构，该架构分别处理通信和计算，同时定期协调两者以获得最佳结果。研究人员的论文最近在IEEE RoboCom 2022会议上发表，该会议是与IEEE CCNC 2022联合举办的，是网络和分布式计算领域的顶级会议。在IEEE RoboCom 2022上，它获得了最佳论文奖。
“群体机器人正在成为人类文明的关键工具，”进行这项研究的团队的首席研究员苏迪塔·萨哈博士告诉TechXplore。“例如，在医学科学中，有必要使用大量纳米机器人来促进免疫治疗、靶向和有效的药物转移等。；在军队中，有必要探索人类难以进入的未知地形，从而实现对边境和类似活动的敏捷监督。在建筑方面，它可以实现大规模3D打印等技术，在农业方面，它可以帮助监测作物健康并进行干预以提高产量。”
无论在什么背景下实现，要想表现出色，多机器人团队需要基于高效的通信和协调系统。然而，传统的通信系统迫使机器人或设备争夺与其他系统共享信息的机会。这一过程会浪费大量时间并导致高功耗。
“用于大规模3D打印、农业监测等活动。，这样的损失是可以忍受的，但对于时间关键的工作，如纳米机器人药物输送、消防或军事活动，在通信层的次优性能上妥协代价太高，”萨哈博士说。“人们总是希望有一种解决方案，使成群的机器人也能执行时间紧迫和严肃的工作，在这些工作中，由于不必要的数据包冲突和能量滥用，精度不能被牺牲。”
Credit: Bharadwaj等人为了克服现有通信系统的局限性，萨哈博士和他的团队创建了一个全新的范例，该范例基于一种称为“并发传输”的方法。这种方法不是将设备或机器人放在竞争中，而是允许它们合作来实现一个共同的目标。
萨哈博士说:“将并发传输应用于通用多机器人平台并不是一项简单的任务。“在分散和智能系统研究小组(DSSRG)中，我们正在研究基于并发传输的通信的各个方面及其在各种环境中的应用。我们在这一领域的专业知识帮助我们提出了一个新颖的基于分割架构的解决方案，以便在异构多机器人系统中轻松、高效地使用并发传输。”
与传统的通信策略相比，并发传输技术有几个优点。最值得注意的是，它们允许设备之间更快、更高效地共享数据。
尽管并发传输具有优势，但使用通用硬件可能很难实现。到目前为止，当它被应用在特定和复杂的硬件上时，它已经取得了很好的效果。
萨哈博士说:“群体机器人和多机器人系统也有自己的要求，包括控制系统、AI/ML和其他计算密集型任务。“为了将并发传输与多机器人系统联系起来，我们提出了一种分离架构，其中通信和计算在两个不同的硬件单元中完成，这两个硬件单元通过松散耦合的串行线路通信相互通信。这样，我们就可以同时获得这两个领域的优势。”
研究人员采用的实验装置之一。功劳:Bharadwaj等人。机器人学家将不同类型的硬件单元组合成一个并不罕见，正如萨哈博士和他的团队在最近的研究中所做的那样。通过将两个不同的硬件系统连贯地合并到一个集体架构中，他们能够获得非常有希望的结果，增强多个机器人之间的合作和通信。
该团队专门在一组五个两轮机器人上测试了他们的通信系统。在他们的评估中，他们发现他们的系统允许机器人在形成不同的编队时有效地相互协调，同时也以相似的速度动态移动。
萨哈博士说:“我们工作的关键成就之一是异构硬件单元之间的无缝毫秒级时间同步，以纯粹的分散方式进行，不利用任何互联网连接或全球定位系统。“此外，在这项初步工作中，基于并发传输的通信框架与基于分离架构的策略的使用使我们能够在机器人之间实现厘米级的精度，这表明了它在使用机器人群执行时间关键和精细任务方面的价值。”
在未来，这个研究团队创建的新的基于并发传输的策略可以帮助增强复杂或时间敏感任务中多个机器人之间的协作。例如，这包括搜索和救援工作、军事行动和外科手术。
萨哈博士补充说:“在我们取得初步成功后，我们现在将进行更严格和彻底的研究，特别是控制系统方面和基于并发传输的通信机制之间的相互作用。“我们还计划将该机制应用于大量无人机和地面车辆，并评估其能力。”
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