Przejdź do treści
Drony (fot. Judhi Prasetyo, facebook.com/judhi)
Źródło artykułu

Doktoranci z Politechniki Wrocławskiej najlepsi w programowaniu roju autonomicznych dronów

Radosław Grymin i Piotr Semberecki, doktoranci na Wydziale Elektroniki Politechnik Wrocławskiej, zajęli pierwsze miejsce w zawodach programowania roju autonomicznych dronów. Konkurs odbył się na Politechnice Czeskiej w Pradze w ramach szkoły letniej prowadzonej przez światową organizację IEEE RAS.

Institute of Electrical and Electronics Engineers Robotics and Automation Society (IEEE RAS) to prestiżowe, międzynarodowe stowarzyszenie zrzeszające elektryków i elektroników, które zajmuje się rozwojem automatyki i robotyki. Działa w 65 krajach, skupiając w sumie ponad 15 tys. osób. Od 2016 r. stowarzyszenie organizuje także szkoły letnie dotyczące systemów wielorobotycznych, w trakcie których przedstawiane są przede wszystkim najbardziej nowatorskie podejścia do rozwiązywania problemów dotyczących sterowania tzw. roju, ławicy robotów.

Motywem przewodnim tegorocznej szkoły była współpraca grupy dronów, dzięki której jest możliwe efektywne wykonywanie powierzonych im zadań. To obecnie jedno z trudniejszych zagadnień w świecie robotyki. Dlatego w wydarzeniu udział wzięli światowej sławy eksperci, którzy w trakcie wykładów i laboratoriów dzielili się swoimi doświadczeniami – mówi Radosław Grymin.

Poprawić skuteczność roju

Konkurs organizowany w trakcie szkoły letniej polegał na udoskonaleniu algorytmu planowania trajektorii dla dwóch autonomicznych dronów, których zadaniem była inspekcja zadanych obszarów. Na początku uczestnicy otrzymali od organizatorów podstawową wersję oprogramowania wraz z symulatorem, na którym mogli testować swoje rozwiązania.

– Naszym zadaniem było zmodyfikowanie oprogramowania i opracowanie algorytmu, który pozwoliłby dronom na jak najszybszą inspekcję określonych miejsc. W trakcie wykonywania zadania, najpierw były wyliczane trajektorie ruchu, a następnie roboty musiały je zrealizować. Zauważyliśmy, że skręty powodowały znaczne spowalnianie dronów, dlatego jednym z ważnych elementów naszego algorytmu było wyprostowanie trajektorii na niektórych odcinkach, co pozwoliło nam odnieść sukces – tłumaczy Piotr Semberecki.


(fot. Tomáš Báča z zespołu Martina Saski "Multi Robot Systems" z Politechniki Czeskiej w Pradze, www.facebook.com/MartinSaskaMultiRobotSystems/)

Ostatniego dnia szkoły odbyły się właściwe zawody, w trakcie których uczestnicy mieli możliwość przetestowania swoich rozwiązań już nie symulatorach, a na rzeczywistych dronach. Algorytm naszych doktorantów okazał się najbardziej skuteczny. W walce o zwycięstwo pokonali m.in. uczestników z Niemieckiej Agencji Kosmicznej, Uniwersytetu Cornella (USA) i Uniwersytetu Oksfordziego (Wielka Brytania). Warto dodać, że byli jedynymi Polakami, którzy brali udział w rywalizacji.

Zwycięstwo w tych zawodach to duże osiągniecie, bo bardzo wiele osób nie było w stanie w ciągu zaledwie kilku dni przygotować odpowiedniego algorytmu. Nasze rozwiązanie spotkało się z aprobatą ze strony organizatorów i nie jest wykluczone, że nasze pomysły będą przez nich rozwijane – zaznacza Radosław Grymin.

Drony nie tylko inspekcyjne

Technologia sterowania rojem robotów jest obecnie wykorzystywana nie tylko przez roboty inspekcyjne, lecz także w logistyce. – W dużych magazynach firmy Amazon roboty są przystosowane np. do przenoszenia paczek. Działają tam w systemie rozproszonym i muszą być w tym celu zaimplementowane odpowiednie algorytmy, żeby pracować efektywnie i unikać kolizji. W przyszłości z tych algorytmów będą też zapewne korzystały floty autonomicznych samochodów – dodaje Piotr Semberecki.

Obecnie nasi młodzi naukowcy zawodowo zajmują się przygotowaniem oprogramowania dla pojedynczego, komercyjnego samochodu autonomicznego.

W swojej pracy doktorskiej pisanej pod kierunkiem prof. Wojciecha Bożejki, Radosław Grymin skupia się z kolei na problemach związanych z autonomicznymi dronami w tym m.in. szeregowaniem obszarów oraz wyborem miejsc, w których roboty autonomiczne muszą przeprowadzić inspekcję. Z kolei Piotr Semberecki, którego praca doktorska powstaje pod kierunkiem prof. Henryka Maciejewskiego bada kwestie uczenia maszynowego. W szczególności zajmuje się uczeniem ze wzmocnieniem (Reinforcement Learning), w którym agenci/roboty uczą się rozwiązywać zadania poprzez interakcję m.in. w symulowanym środowisku.


(fot. Tomáš Báča z zespołu Martina Saski "Multi Robot Systems" z Politechniki Czeskiej w Pradze, www.facebook.com/MartinSaskaMultiRobotSystems/)

Obaj brali już wcześniej udział w szkołach letnich. Radosław Grymin był w 2017 roku na Tajwanie na Narodowym Uniwersytecie Chung Hsing, gdzie zajmował się m.in. modelowaniem brył i wykorzystywaniem narzędzi do druku 3D.  – W 2018 roku w Meksyku współprowadziłem także warsztaty z optymalizacji dla architektów o nazwie "Recalibrating Architectural Design Optimization" na uczelni UNAM. Były to warsztaty formą bardzo przypominające szkołę letnią, współprowadziłem je ze światowym ekspertem w dziedzinie optymalizacji w architekturze Thomasem Wortmannem – dodaje Radosław Grymin.

Piotr Semberecki uczestniczył natomiast w Deep Learning and Reinforcement Learning Summer School 2018 w Kanadzie, gdzie były poruszane różne kwestie związane z uczeniem maszynowym przez czołowych naukowców z tej dziedziny (m.in. Yoshua Bengio, Richard Sutton i Geoffrey Hinton).

FacebookTwitterWykop
Źródło artykułu

Nasze strony