Рой дронов: На Ставрополье беспилотники учат работать в группе

В СКФУ добиваются, чтобы беспилотники могли выполнять в группе множество задач, причем разных, а не однородных. Для этого машины должны уметь обмениваться данными и решать, которая из них какую работу способна сделать наиболее эффективно: быстро и с наименьшими временными потерями.

Кандидат технических наук замдиректора по научной работе института цифрового развития СКФУ Владимир Антонов уже несколько лет создает алгоритмы для командного функционирования беспилотных аппаратов. Молодой ученый уже перешел к этапу тестирования внутри виртуальной модели.

- Преимущество нашей системы в том, что она децентрализована. Нет единого сервера управления всеми роботами, у каждого свой интеллект. Машины "договариваются", кто и какую задачу будет выполнять в зависимости от условий. В этот момент возникает роевый интеллект. Мы провели математическое имитационное моделирование. Оно показало высокую жизнеспособность системы. Причем ее эффективность выше, чем зарубежных аналогов, - рассказал Антонов.

Группы роботов можно использовать в разных отраслях, например для доставки грузов, патрулирования, спасательных и поисковых операций

Ученый на примере с мячами объяснил идеальную работу алгоритма. Три робота должны закатить 15 мячей в одну ямку. Без дополнительных условий все просто: каждый агент выполняет нужное действие с пятью шарами. Но что, если мячи находятся на разном расстоянии друг от друга? Или, предположим, они отличаются цветом и в зависимости от расцветки их нужно закатывать в разные лунки? А вдруг некоторые шары больше других и их могут переместить только несколько роботов вместе? В идеале роевый интеллект должен справиться со всеми трудностями.

Внутри компьютерной модели алгоритм способен управлять 20 агентами. Ученые же СКФУ стремятся к тому, чтобы он мог справляться с бесконечным количеством роботов так же эффективно, как и с парой десятков. Использование роевого интеллекта должно нивелировать те ограничения, которыми грешат другие способы управления группами роботов. Одно из них - нынешний уровень развития аккумуляторных систем: роботы не могут функционировать слишком долго, так что их действия нужно координировать максимально эффективно.

Владимир Антонов рассказал, что недавно он и его коллеги опубликовали статью об алгоритмах управления группой роботов, которая была высоко оценена в ученом сообществе. Теперь команда готова перейти к тестированию наземных роботов. Многое зависит от финансирования проекта: до этого разработки велись за счет президентского гранта, но средства подходят к концу. Сейчас ученый подал заявку на финансирование в Российский научный фонд.

Группы роботов можно использовать в разных отраслях, например для доставки грузов, патрулирования, спасательных и поисковых операций. При этом Антонов отметил, что перспективной является работа с наземными роботами, а не беспилотными летательными аппаратами, которые сейчас на слуху. По его мнению, потенциал наземных можно использовать наиболее эффективно. Кроме того, способов их применения куда больше. Особенно велик простор для работы в агропромышленном комплексе.

- Я живу в Ставропольском крае и хотел бы делать роботов для сельского хозяйства. Со временем мы сможем перейти к "умным" складам и фабрикам, - считает ученый. - Представьте животноводческое хозяйство. Уже сегодня можно поставить датчики отслеживания состояния здоровья коров, автоматизировать кормление и уборку. Но пока нет ни автономных молоковозов, ни роботов для работы в коровниках. Кстати, даже в комбайне, который считается беспилотным, сидит оператор.

В институте цифрового развития СКФУ создают и другие технологии для АПК. Например, доктор технических наук Геннадий Линец руководит разработкой датчиков, которые смогут отслеживать состояние почвы и оценивать ее параметры. Антонов же с командой занимается исследованиями в сфере проектирования наземных агентов. .

Тем временем

Еще одну разработку Владимир Антонов недавно продемонстрировал на первой Кавказской инвестиционной выставке. На стенде вуза поместили прототип перчатки для работы в виртуальной реальности. В будущем, считает ученый, благодаря такому гаджету дети смогут проводить лабораторные работы по физике или химии в виртуальных классах.