iPon Hírek

Pályaszámítás az óceán mélyén

Dátum | 2012. 03. 12.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Két pont között a legrövidebb út az egyenes ugyan, de egyáltalán nem biztos, hogy a leggyorsabb is. Különösen igaz ez, ha járművünk víz alatt halad, erős és állandóan változó áramlatokkal küszködve. Ilyen körülmények között megtalálni a legjobb útvonalat nagyon komplex feladat. Erre dolgoztak ki egy módszert az MIT kutatói, amelyről részletesen a májusban megrendezésre kerülő International Conference on Robotics and Automation (ICRA) ülésén számolnak be.

A Pierre Lermusiaux vezette kutatócsoport olyan matematikai modellt dolgozott ki, amely képes megtervezni a víz alatt haladó automatizált járművek (AUV) optimális útvonalát, még a legbonyolultabb partvonalak és áramlatok mellett is. A rendszer képes megadni a legrövidebb útidejű vagy a legkevesebb energiába kerülő útvonalat, illetve olyan pályát is ki tud számítani, amelyen haladva a legtöbb adat gyűjthető össze.

Az AUV-ket egyre gyakrabban használják térképezésre, óceánkutatásra, felderítésre, környezetvédelmi feladatok megoldására, mélytengeri olajkutak karbantartására és veszélyhelyzetek esetén. Az automatizált járművek egyelőre legfeljebb 20 tagú „flottákat” alkotnak, de Lermusiaux szerint a jövőben sokkal nagyobb számban is dolgozhatnak együtt, ami a pályaszámítás feladatát még bonyolultabbá teszi. A korábbi kísérletek az optimális pálya kiszámítására nem bizonyultak kellően precíznek, képtelenek voltak számításba venni a rengeteg befolyásoló tényezőt vagy olyan bonyolult számítógépes hátteret igényeltek volna, ami túl lassúnak bizonyult ahhoz, hogy valós időben lehessen alkalmazni a robotjárművek irányításában.

Ahhoz, hogy a rendszer ténylegesen használható legyen kellően pontosnak, ugyanakkor gyorsnak kell lennie. Az óceáni környezet rendkívül összetett és folyamatosan változó körülményeket teremt. Elsősorban ezért a változások előrejelzésén és az irányításon kellett javítani ahhoz, hogy a több járműből álló flották optimális pályán haladva végezhessék feladatukat.


Az új algoritmus úgy tűnik, hogy mindezt tudja. Egyelőre még csak számítógépes modelleken tesztelték az új rendszert, a modell alapjául azonban a Fülöp-szigetek rendkívül bonyolult partvonallal szegélyezett vizei szolgáltak, ebben a környezetben irányítottak sikeresen egy 1000 AUV-ből álló virtuális osztagot. A rendszernek még egyes tiltott zónákat is figyelembe kellett vennie az útvonalak tervezésénél, illetve számításba vette az olyan fix és mozgó tárgyakat (pl. hajók) is, amelyek némileg megváltoztatják az áramlatok erejét és irányát.

A járművek a tervezett útvonalon való a haladás során gyakran „utaznak” az áramlatokkal, így a végső pálya igen bonyolultnak és időnként teljesen kaotikusnak tűnhet, de sokkal kevesebb energiát használnak fel így, mintha rövidíteni próbálnának az elemek ellenében. Máskor az útidő lecsökkentése érdekében bonyolult manővereket végeznek emelkedve és alábukva, nyugodtabb vizeket keresve az áramlatok és tereptárgyak között.

A haladás közben adatokat gyűjtő járművek számára találták ki a harmadik pályatervezési módot, amelynek eredményeképpen a legrövidebb idő alatt a legtöbb adat gyűjthető össze. Ez előnyös lehet halrajok megfigyelésekor vagy egyéb biológiai rendszerek és környezeti tényezők tanulmányozásakor.

Bár a jelenlegi algoritmus kifejezetten víz alatti környezetre készült, Lermusiaux elmondása szerint hasonló rendszerek alkalmazhatók lehetnének más közegben haladó automatizált járművek pályaszámítására, így például optimális útvonalat találhatnak a légi járművek számára a légáramlatok és hegyek között, vagy éppen aprócska orvosi robotokat „terelgethetnek” a véráramban.

A rendszer valós idejű irányítást tesz lehetővé, és folyamatosan alkalmazkodik a változó körülményekhez. Képes például az érzékelt szennyeződést a forrásig visszakövetni vagy feltérképezni annak terjedését.

Glen Gawarkiewicz oceanográfus szerint a fejlesztés nagy előrelépést jelent a kutatásban. Ahogy az automatizált járművek egyre fejlettebbek lesznek és egyre nagyobb számban alkalmazhatóvá válnak, nagyon fontos lesz a minél precízebb irányítás és az optimális pályák megtalálása.



 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!