Kehityspäiväkirja
Useita robotteja samassa kodissa: miten ne väistävät toisiaan.
Yhden kodissa lentävän robotin on vältettävä seiniä, huonekaluja ja ihmisiä. Kahden tai kolmen on vältettävä myös toisiaan kapeissa käytävissä, samasta ovesta kulkiessaan ja matkalla samalle telakalle. Tässä on, miten robotit voivat jakaa huoneen ja miten suunnittelemme Alkyonin tekemään sen.
Lyhyesti. Samaa huonetta jakavien robottien on tiedettävä, missä muut ovat, ja niillä on oltava sääntö siitä, kuka väistää, sekä suunnitelma sille, kun viestit tulevat myöhässä tai eivät lainkaan. Laajasti käytetyssä menetelmässä, vastavuoroisessa törmäysten välttämisessä, kukin robotti tekee puolet toisen väistämisen työstä. Alkyonin suunnittelu lisää oikealla pysymisen säännön ja marginaalit, jotka kasvavat, kun tieto on vanhaa. Simulaatiossamme joukko robotteja vaihtoi paikkaa yhdessä huoneessa koskematta toisiinsa, myös viivästyneiden ja kadonneiden viestien kanssa. Se on konsepti, jota on toistaiseksi testattu simulaatiossa.
Miksi se on vaikeaa
- Kaikki liikkuvat yhtä aikaa. Kun yksi robotti on reagoinut toiseen, toinenkin on jo liikkunut.
- Viestit myöhästyvät tai katoavat. Kodin radioyhteyksistä katoaa paketteja, etenkin seinien läpi.
- Kodit ovat ahtaita. Käytävissä ja ovissa on vähän tilaa astua sivuun.
- Kohteliaisuus voi jumittua. Kaksi robottia, jotka molemmat väistävät toisiaan, voivat jäädä odottamaan loputtomiin, kuin kaksi ihmistä käytävällä, jotka astuvat samaan suuntaan.
Ajatukset, joilla se toimii
- Jaa se, mitä tiedät. Kukin robotti kertoo muille, missä se on ja minne se on menossa, ja niillä on yhteinen kartta kodista.
- Jaa työ. Vastavuoroisessa törmäysten välttämisessä, jonka ovat kuvanneet Jur van den Berg, Stephen Guy, Ming Lin ja Dinesh Manocha, kukin robotti valitsee nopeuden, jolla se välttää törmäyksen seuraavien sekuntien aikana, olettaen, että toinen robotti tekee väistöliikkeestä toisen puolen. Kummankaan ei tarvitse tehdä kaikkea, eikä kummankaan tarvitse odottaa toisen päätöstä.
- Sopikaa liikennesäännöstä. Oikealla pysymisen sääntö tarkoittaa, että kaksi vastakkain tulevaa robottia kääntyy kumpikin samaan suuntaan, mikä purkaa umpikujan.
- Luota vanhaan tietoon vähemmän. Mitä vanhempia robotin viimeisimmät tiedot muista ovat, sitä enemmän tilaa se jättää; jos tietoja ei enää tule, se hidastaa ja pysähtyy.
- Vuorotelkaa. Kun yhden akku käy vähiin, se laskeutuu, sen telakka vaihtaa akun ja toinen on valmiina: telakka, joka vaihtaa akun (englanniksi).
- Ihmiset ensin. Jokainen robotti pitää etäisyyttä ihmisiin, ja sormuksesi antama pysäytys koskee niitä kaikkia: sormus kaukosäätimenä (englanniksi).
Mitä olemme testanneet ja mitä emme
Simulaatiossamme joukko robotteja vaihtoi paikkaa yhdessä huoneessa keskeltä ristiin kulkien, ja niiden välillä oli viivästyneitä ja kadonneita viestejä: mikään ei koskenut toiseen, eikä mikään jäänyt jumiin. Se on simulaatio. Todelliset radiot, todelliset ilmavirtaukset ja todelliset huoneet tulevat seuraavaksi, testipenkissä ja sen jälkeen lennossa, ja julkaisemme, mitä löydämme. Miten yksittäinen robotti löytää tiensä: miten sisädroonit navigoivat (englanniksi).
Lähde, luettu 4.11.2026: van den Berg, Guy, Lin ja Manocha, reciprocal n-body collision avoidance, Robotics Research, Springer Tracts in Advanced Robotics, 2011. Alkyon on kehitteillä oleva konsepti, vain Eurooppaan.
Kysymyksiä
Miten useat droonit väistävät toisiaan?
Yleensä jakamalla sijaintinsa ja suunnitellut liikkeensä ja valitsemalla nopeudet, jotka pitävät ne erillään muutaman sekunnin päähän. Laajasti käytetyssä vastavuoroisessa menetelmässä kukin robotti ottaa puolet vastuusta väistämisestä.
Mitä tapahtuu, jos robotit menettävät yhteyden toisiinsa?
Huolellisessa suunnittelussa marginaalit kasvavat, kun tieto on vanhaa, ja robotti hidastaa tai pysähtyy, kun viestejä ei enää tule. Simulaatiossamme Alkyon-robotit pysyivät erillään myös viivästyneiden ja kadonneiden viestien kanssa; todelliset testit tulevat myöhemmin.