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WildFusion赋予机器人类人感知能力,实现户外自主导航

杜克大学的研究人员开发出WildFusion,这是一项突破性的框架,将视觉、触觉和振动感知融合,帮助机器人在复杂的户外环境中导航。这种多感官方法使四足机器人能够更好地理解并适应具有挑战性的地形,通过类似人类的方式处理环境数据。WildFusion已在森林、草地和碎石路等环境中成功测试,标志着机器人在不可预测自然环境中作业能力的重大进步。
WildFusion赋予机器人类人感知能力,实现户外自主导航

由杜克大学陈博远(Boyuan Chen)领导的研究团队创造了一项革命性框架——WildFusion,为机器人赋予类人的感知能力,使其能够在复杂的户外环境中自主导航。

与传统仅依赖摄像头或激光雷达视觉数据的机器人不同,WildFusion为四足机器人配备了触觉和振动等额外感知能力。这种多感官融合方法让机器人能够构建更丰富的环境地图,并在复杂地形中做出更优的路径选择。

“WildFusion为机器人导航和三维建图开启了新篇章,”杜克大学助理教授陈博远表示,“它帮助机器人在森林、灾害现场和越野等非结构化、不可预测环境中更加自信地作业。”

该系统通过整合多种传感器的数据实现工作。接触式麦克风记录每一步的振动,能够区分如枯叶或泥地等不同表面。触觉传感器测量足部压力以判断稳定性,惯性传感器则追踪机器人的平衡状态。所有这些信息通过专用神经编码器处理,最终融合为全面的环境模型。

WildFusion的核心是一种深度学习架构,它将环境表示为连续的数学场,而非离散的点云。这使机器人在传感器数据不完整时,能够“补全空白”,类似人类凭直觉在信息不全时进行导航。

该技术已在北卡罗来纳州的伊诺河州立公园(Eno River State Park)成功测试,机器人在密林、草地和碎石路上自信前行。“这些真实环境测试证明了WildFusion在可通行性预测方面的卓越能力,”论文第一作者刘彦百慧(Yanbaihui Liu)指出。

展望未来,团队计划加入热感、湿度等更多传感器,以进一步提升机器人的环境感知能力。凭借模块化设计,WildFusion在森林小径之外还拥有广阔的应用前景,包括灾害响应、环境监测、农业和偏远基础设施巡检等领域。

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