El equipo de investigación presenta una plataforma de investigación ágil con múltiples robots

Los equipos de robots tienen el potencial de abordar misiones mucho más elaboradas que los robots individuales, por ejemplo, cubriendo largas distancias más rápido, visitando diferentes sitios simultáneamente o monitoreando áreas geográficas más grandes. Las plataformas que combinan hardware y software confiables para aplicaciones de múltiples robots podrían ayudar a avanzar en la investigación en este campo, facilitando las pruebas de equipos de robots en entornos específicos del mundo real.

Investigadores de la Universidad de Cambridge presentaron recientemente Cambridge RoboMaster, una plataforma prometedora para la investigación con múltiples robots. Esta plataforma, descrita en un papel prepublicado en arXivincluye el diseño de una flota de robots con ruedas Robomaster personalizados, junto con software para simular y entrenar a los robots en tareas específicas.

«Nuestra misión es desarrollar soluciones para la inteligencia colectiva en sistemas de múltiples robots y múltiples agentes», dijo a Tech Xplore Amanda Prorok, investigadora principal. «Esta investigación incorpora métodos de aprendizaje automático, planificación y control, con una amplia gama de aplicaciones, incluido el transporte automatizado, la logística, el monitoreo ambiental y la búsqueda y rescate. Para validar nuestra investigación, necesitábamos una plataforma robótica robusta y capaz».

Blumenkamp y sus colegas se propusieron desarrollar una plataforma de investigación de múltiples robots que cumpliera una serie de requisitos, a saber, potencia informática de última generación, velocidad, agilidad y durabilidad. Al final, decidieron utilizar versiones personalizadas de los robots DJI RoboMaster S1, pequeños robots con ruedas que fueron diseñados originalmente para competiciones de nivel secundario y universitario.

«Esta plataforma proporcionó una base sólida sobre la que pudimos construir para satisfacer nuestras necesidades específicas», afirmó Blumenkamp. «Durante los últimos tres años, hemos seguido trabajando en esta plataforma robótica, y hemos iterado y mejorado continuamente sus capacidades. Durante este tiempo, agregamos computadoras, sensores y software de control más capaces y lo empleamos en múltiples proyectos, seis en total.»

Después del exitoso despliegue de los robots DJI RoboMaster S1 durante varios proyectos y concursos, los investigadores decidieron presentarlos a la comunidad de investigación en robótica. Para ello, crearon la plataforma presentada en su artículo reciente, que incluye diseños de hardware, planos de origen y software que permitirán a otros en el campo experimentar con equipos de robots RoboMaster.

«Cambridge RoboMaster es una plataforma robótica compacta y potente diseñada para avanzar en la investigación con múltiples agentes», explicó Blumenkamp. «Construido sobre el DJI RoboMaster S1, lo mejoramos reemplazando la computadora principal por una más capaz. Nuestro controlador personalizado lleva la plataforma a sus límites físicos, permitiéndole alcanzar una velocidad máxima de 4,5 m/s. Esto la convierte en una Banco de pruebas altamente ágil y efectivo para experimentos con múltiples robots en ambientes interiores».

Una de las mayores ventajas de Cambridge RoboMaster es que ofrece un equilibrio perfecto entre tamaño y capacidades del robot. De hecho, los robots DJU RoboMaster S1 personalizados del equipo superan las limitaciones tanto de los robots más pequeños, que a menudo tienen escasa potencia informática, como de los robots más grandes, que generalmente son caros y demasiado grandes para implementarlos en interiores.

«Nuestra plataforma incluye una pila de control para una autonomía total a bordo y comunicación entre pares, y puede ejecutar políticas de aprendizaje de refuerzo de múltiples agentes directamente desde nuestro marco de simulación sin entrenamiento adicional», afirmó Blumenkamp.

«Además, Cambridge RoboMaster es rentable y cuesta alrededor de 700 dólares, lo que lo hace accesible para los investigadores. Su combinación de asequibilidad, capacidades avanzadas y versatilidad lo convierte en una herramienta ideal para una amplia gama de demostraciones de investigación y aplicaciones prácticas en sistemas multiagente. «.

En particular, los robots Cambridge RoboMaster son ágiles y rentables, lo que los hace fáciles de fabricar y probar en entornos académicos y de investigación. De este modo, las universidades y los laboratorios de robótica de todo el mundo podrían integrar rápidamente la plataforma en su trabajo experimental, utilizándola, por ejemplo, para probar algoritmos para la planificación de misiones con múltiples robots.

Los investigadores ya han probado sus robots en varias pruebas, que demostraron su eficiencia energética y versatilidad. Por ejemplo, se descubrió que los robots navegan eficazmente en entornos interiores y exteriores en terrenos lisos.

«Si bien no pretendemos que esta plataforma se utilice directamente en entornos del mundo real, sirve como un proxy ideal y una herramienta de investigación que permite probar algoritmos aplicables en la navegación de múltiples agentes», dijo Blumenkamp. «Estos escenarios son relevantes para ámbitos del mundo real, incluida la automatización de almacenes y la logística».

Hasta ahora, Cambridge RobotMaster ha demostrado ser un banco de pruebas muy versátil, fiable y accesible para la investigación con múltiples robots. El hardware, software y herramientas de simulación necesarios para empezar a experimentar con la plataforma, publicado en GitHubpronto podría ser utilizado por grupos de investigación de todo el mundo para probar algoritmos para diversas aplicaciones de múltiples robots, incluida la logística de transporte automatizada, el monitoreo ambiental y las misiones de búsqueda y rescate.

«Para futuras investigaciones, tenemos planes interesantes para utilizar esta plataforma en una variedad de proyectos. En este momento, nos estamos centrando en mejorar la detección a bordo, la comunicación descentralizada y el control», añadió Blumenkamp.

«También estamos analizando cómo esta plataforma puede servir como puente para implementar nuestra investigación en drones. Al continuar mejorando y expandiendo lo que esta plataforma puede hacer, nuestro objetivo es superar los límites de la investigación de sistemas de múltiples robots y múltiples agentes. «Quizás algún día veamos a estos robots jugando al fútbol».

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