Сложные измерения источников загрязнений с помощью роботов

Сложные измерения источников загрязнений с помощью роботов

Инженерами университета Дьюка разработана интеллектуальная роботизированная система обнаружения загрязнений и токсичных утечек. Инженерный подход уникален подключением системы вычисления, благодаря которой робот способен делать расчёты буквально «на лету». Например, вычислить сложные воздушные потоки в условиях ограниченного пространства.

Методика интеллектуального роботизированного сыска

Большая доля существующих технологий обнаружения источников вредных частиц в воздухе с применением роботов основаны на упрощенных предположениях. Как правило, эти предположения основаны на биологических факторах, либо на эвристических методах. Таким способом заставляют роботов перемещаться против ветра или следовать в зону увеличения концентраций вредных веществ.

Такая методика позволяет локализовать лишь один источник в открытом пространстве, без возможности оценить другие не менее важные параметры, например, скорость высвобождения частиц. Сложные условия, где концентрации искусственно увеличиваются физикой воздушных потоков, усложняют поиски источников.

К примеру, достаточно просто вычислить курящего человека на улице, просто следуя за потоками дыма. В этом случае мало что мешает воздушным потокам перемещаться предсказуемым образом. Однако внутри офисного здания отыскать курящего намного сложнее по причине нерегулярного движения воздушных потоков, создаваемых различными препятствиями:

  • коридорами,
  • углами,
  • отдельными комнатами.

Так вот, разработанный учёными подход для робототехники объединяет физические модели задачи идентификации источника и алгоритмы планирования пути в контуре обратной связи. Роботами проводятся измерения концентрации загрязняющих веществ в условиях окружающей среды, после чего измерения используются для последовательного расчёта источника вредной химии.

Компромисс между эффективностью и точностью

Создание подобного рода моделей, основанных на физике, требует решения уравнений в частных производных. Это требует вычислительных затрат и делает достаточно сложным применение в составе конструкций мобильных роботов.

По словам учёных, пришлось создавать упрощённые модели для выполнения расчётов более эффективно, но от этого страдает точность. Получается достаточно сложный компромисс.

Однако робот всё равно решает проблему:

  • выполняет измерение концентрации,
  • объединяет с предыдущими измерениями,
  • вычисляет сложный алгоритм оптимизации,
  • определяет, где находится источник.

Затем машиной определяется наиболее полезное место для очередного измерения. Так процесс повторяется до момента, пока не будет найден источник загрязнения.


При помощи информации: Duke


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *