机器人跟随人类领导者穿过有各种静态障碍物的环境的不同快照。机器人保持在测量路径上，与操作人员保持安全距离。信用:Antonucci等人近年来，计算机科学家已经开发出了可以在各种环境中引入的移动机器人。然而，为了有效地在非结构化环境中导航，这些机器人应该能够规划安全的路径来到达它们想要的目的地。现有的机器人安全路径规划方法分为两大类。第一种类型将机器人的控制完全委托给训练有素的人类用户，他们被期望监控机器人的运动并确定它们的轨迹。
第二类规划者是那些试图训练机器人规划自己的路径并自主移动的人。虽然这些规划者中的一些已经取得了有希望的结果，但它们可能是不可靠的，尤其是当机器人在复杂的环境中导航时，这些环境中也有人类或动物。为了获得令人满意的结果，这些规划者通常需要昂贵的硬件和传感器。
特伦托大学的研究人员最近开发了一种机器人路径规划的替代框架。这一新框架在arXiv上预先发表的一篇论文中提出，它允许机器人简单地通过跟随在他们前面行走的人类操作员来识别和学习通往期望目的地的安全路径。
开展这项研究的研究人员之一亚历山德罗·安托努奇告诉Tech Xplore，“在人机交互中，机器人必须通过在非结构化和人员密集的工作环境中导航来跟随人类操作员，安全显然是首要的。“我们工作的主要目标是将机器人的路径规划例程委托给人类，然而人类必须只专注于要走的路径。就机器人而言，它能够记住行进的路径，并在未来的任务中重复使用。”
机器人如何通过机载摄像头检测和识别其人类首领(绿框)和其他人(红框)。Credit: Antonucci等人Antonucci及其同事开发的方法大大简化了路径规划的任务，因此不需要特别昂贵的传感器或高度先进的软件组件。本质上，该框架允许机器人识别人类的“领导者”(或“寻路者”)，然后定位和跟踪他的动作。
“基于激光扫描仪和深度相机的特殊传感器融合是我们工作的一个特点，安装在机器人底盘上，使机器人能够将领导者与其周围的其他人区分开来，从而确保跟踪的鲁棒性，”安东努奇说。“此外，机器人周围实体距离的高精度确保了其安全性，因为机器人可以在与静态障碍物和其他人碰撞之前及时停止。”
研究人员的方法综合运用了最先进的技术。此外，他们的框架是高度模块化的，这意味着它可以通过添加或删除模块进行调整、修改和改进，而不会改变其整体设计。
安东努奇和他的同事在一系列实验中评估了他们的框架。他们发现，尽管它的复杂性很低，而且他们使用的传感器价格也很低，但它的表现却非常出色。
未来，这组研究人员设计的新方法将有助于低成本移动机器人的开发，这些机器人可以更安全、更高效地在非结构化环境中导航。由于它不需要昂贵的传感器、硬件和软件，该框架应该很容易在现实环境中实现。
“我们接下来的研究将专注于改善机器人和人类之间的互动，”安东努奇说。“目前，机器人如果注意到途中有障碍物，只能尊重安全，停下来。例如，我们正在考虑增加可穿戴设备，机器人可以通过这些设备提前与人类领导者沟通，后者所走的道路实际上并不适合机器人。”
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