«Идея заключалась бы в том, чтобы выпустить рой биоботов с датчиками, таких как дистанционно управляемые тараканы, в разрушенное здание или другую опасную, не нанесенную на карту область», — говорит Эдгар Лобатон, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в NC State. и соавтор двух статей с описанием работы.«Используя технологию дистанционного управления, мы могли бы ограничить перемещение биоботов определенной областью», — говорит Лобатон. «Эта зона будет определяться близостью к маяку на БПЛА.
Например, биоботам можно запретить уходить от БПЛА более чем на 20 метров».Биоботам будет разрешено свободно перемещаться в пределах определенной области, и они будут сигнализировать исследователям с помощью радиоволн, когда они приближаются друг к другу. Специальное программное обеспечение затем будет использовать алгоритм для преобразования данных датчиков биоботов в приблизительную карту неизвестной среды.
Как только программа получает достаточно данных для картирования определенной области, БПЛА движется вперед, чтобы зависнуть над соседней, неисследованной частью. Биоботы движутся вместе с ним, и процесс картирования повторяется. Затем программа пришивает новую карту к предыдущей.
Это можно повторять до тех пор, пока не будет отображена вся область или структура; затем эту карту могут использовать службы быстрого реагирования или другие органы.«Это полезно для таких областей, как рухнувшие здания, где нельзя использовать GPS», — говорит Лобатон. "Сильный радиосигнал от БПЛА может до определенной степени проникнуть в обрушившееся здание, удерживая рой биоботов.
И до тех пор, пока мы можем получать сигнал от любой части роя, мы можем получать данные о том, что Остальная часть роя делает. Основываясь на наших экспериментальных данных, мы знаем, что вы потеряете из виду несколько особей, но это не должно помешать вам собрать достаточно данных для картирования ».Со-ведущий автор Альпер Бозкурт, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в NC State, ранее разрабатывал функциональных биоботов-тараканов. Однако для тестирования своей новой технологии картографии исследовательская группа использовала роботов длиной в полтора дюйма, которые имитируют поведение тараканов.
В своем эксперименте исследователи выпустили этих роботов в пространство, похожее на лабиринт, с эффектом маяка БПЛА, имитируемым с помощью верхней камеры и физической границы, прикрепленной к движущейся тележке. Тележка двигалась, пока роботы составляли карту местности. (Видео эксперимента доступно по адресу https://www.youtube.com/watch?v=OWnrGsJEw6sfeature=youtu.be.)«Ранее мы разработали экспериментальное программное обеспечение, которое позволяло нам наносить на карту небольшие участки с помощью биоботов, но эта работа позволяет нам наносить на карту гораздо более крупные области и объединять эти карты во всеобъемлющий обзор», — говорит Лобатон. «Это было бы гораздо более практично для помощи в поиске выживших после стихийного бедствия, поиска безопасного способа добраться до выживших или для помощи спасателям в определении того, насколько конструктивно безопасным может быть здание.«Следующий шаг — повторить эти эксперименты с использованием биоботов, что нам очень нравится».В журнале «Робототехника и автономные системы» опубликована статья о структуре для разработки локальных карт и их соединения «Структура для картографирования с использованием сетей биоботических насекомых: от локальных к глобальным картам».
Статья по теории картографии, основанной на близости мобильных датчиков друг к другу, «Геометрическое обучение и топологический вывод с биоботическими сетями», опубликована в IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks. Третий со-ведущий автор обеих статей — Алиреза Дирафзун, бывший доктор философии. студент NC State.
Работа поддержана Национальным научным фондом в рамках гранта CNS-1239243.