Ett forskarteam lett av Boyuan Chen vid Duke University har skapat ett revolutionerande ramverk kallat WildFusion, som ger robotar människoliknande perceptionsförmåga för att navigera i svåra utomhusmiljöer.
Till skillnad från konventionella robotar som enbart förlitar sig på visuell data från kameror eller LiDAR, utrustar WildFusion en fyrbent robot med ytterligare sinnen för beröring och vibration. Detta multisensoriska tillvägagångssätt gör det möjligt för roboten att skapa rikare miljökartor och fatta bättre beslut om säkra vägar genom utmanande terräng.
"WildFusion öppnar ett nytt kapitel inom robotnavigering och 3D-kartläggning," säger Boyuan Chen, biträdande professor vid Duke University. "Det hjälper robotar att agera mer självsäkert i ostrukturerade, oförutsägbara miljöer som skogar, katastrofområden och terräng utanför vägnätet."
Systemet fungerar genom att integrera data från flera sensorer. Kontaktmikrofoner registrerar vibrationer från varje steg och kan särskilja underlag som prasslande löv eller mjuk lera. Taktila sensorer mäter trycket på robotens fötter för att upptäcka stabilitet, medan tröghetssensorer övervakar robotens balans. All denna information bearbetas genom specialiserade neurala kodare och sammanfogas till en heltäckande miljömodell.
Kärnan i WildFusion är en djupinlärningsarkitektur som representerar miljön som ett kontinuerligt matematiskt fält istället för separata punkter. Detta gör att roboten kan "fylla i luckorna" när sensordata är ofullständig, på liknande sätt som människor intuitivt navigerar med begränsad information.
Teknologin testades framgångsrikt i Eno River State Park i North Carolina, där roboten självsäkert navigerade genom täta skogar, gräsmarker och grusvägar. "Dessa tester i verkliga miljöer bevisade WildFusions anmärkningsvärda förmåga att exakt förutsäga framkomlighet," konstaterar Yanbaihui Liu, huvudförfattare bland studenterna.
Framöver planerar teamet att integrera ytterligare sensorer som termiska och fuktighetsdetektorer för att ytterligare förbättra robotens miljömedvetenhet. Med sin modulära design har WildFusion stor potential för användning långt utanför skogsstigar, bland annat inom katastrofinsatser, miljöövervakning, jordbruk och inspektion av avlägsen infrastruktur.