Duken yliopiston Boyuan Chenin johtama tutkijaryhmä on luonut mullistavan WildFusion-järjestelmän, joka antaa roboteille ihmismäisiä havainnointikykyjä vaikeissa ulko-olosuhteissa liikkumiseen.
Toisin kuin perinteiset robotit, jotka tukeutuvat pelkästään kameroiden tai LiDARin tuottamaan visuaaliseen dataan, WildFusion varustaa nelijalkaisen robotin myös kosketus- ja tärinäaisteilla. Tämä moniaistinen lähestymistapa mahdollistaa roboteille monipuolisemman ympäristökartan rakentamisen ja parempien reittipäätösten tekemisen haastavassa maastossa.
"WildFusion avaa uuden luvun robottien navigaatiossa ja 3D-kartoituksessa", sanoo apulaisprofessori Boyuan Chen Duken yliopistosta. "Se auttaa robotteja toimimaan varmemmin jäsentymättömissä ja arvaamattomissa ympäristöissä, kuten metsissä, onnettomuusalueilla ja maastossa."
Järjestelmä yhdistää useiden antureiden tuottamaa dataa. Kontaktimikrofonit tallentavat askelten aiheuttamia tärinöitä, joiden avulla robotti erottaa esimerkiksi rapisevat lehdet pehmeästä mudasta. Tuntoanturit mittaavat jalan painetta ja tunnistavat alustan vakauden, kun taas inertiasensorit seuraavat robotin tasapainoa. Kaikki tämä tieto käsitellään erikoistuneiden neuroverkkokoodereiden avulla ja yhdistetään kattavaksi ympäristömalliksi.
WildFusionin ytimessä on syväoppiva arkkitehtuuri, joka mallintaa ympäristön jatkuvana matemaattisena kenttänä yksittäisten pisteiden sijaan. Tämä mahdollistaa robotille "aukkojen täyttämisen" silloin, kun sensoridata on puutteellista – aivan kuten ihmisetkin navigoivat intuitiivisesti vajavaisen tiedon varassa.
Teknologiaa testattiin menestyksekkäästi Eno River State Parkissa Pohjois-Carolinassa, missä robotti liikkui sujuvasti tiheissä metsissä, ruohikoilla ja sorapoluilla. "Nämä kenttäkokeet osoittivat WildFusionin poikkeuksellisen kyvyn ennustaa maaston kulkukelpoisuutta tarkasti", toteaa pääkirjoittaja Yanbaihui Liu.
Jatkossa tutkijaryhmä aikoo lisätä järjestelmään uusia antureita, kuten lämpötila- ja kosteusmittareita, parantaakseen robotin ympäristötietoisuutta entisestään. Modulaarisen rakenteensa ansiosta WildFusionilla on laajat sovellusmahdollisuudet metsäpolkujen ulkopuolella, kuten pelastustoimissa, ympäristön seurannassa, maataloudessa sekä syrjäisten infrastruktuurien tarkastuksessa.