Investigadores rusos han logrado un avance significativo en el campo de la navegación autónoma al desarrollar la tecnología PRISM-TopoMap. Este método, creado por especialistas del Instituto de Física y Tecnología de Moscú, el Centro Federal de Investigación "Informática y Gestión" de la Academia de Ciencias de Rusia y el Instituto de Investigación Científica AIRI, cambia radicalmente el enfoque de la orientación de los robots en el espacio.
La esencia de la nueva tecnología radica en la imitación de los principios de la memoria humana. En lugar del enfoque tradicional en la robótica, que requiere la construcción de mapas métricos detallados o la dependencia de las señales de los sistemas de navegación global, PRISM-TopoMap permite a las máquinas memorizar puntos de referencia clave y las relaciones entre ellos.
Es similar a cómo una persona memoriza un lugar nuevo. No memorizamos cada detalle, sino que destacamos los puntos de referencia principales y las conexiones entre ellos. Este es el principio subyacente de la tecnología, llamada PRISM-TopoMap, lo que la convierte en una solución práctica para la navegación autónoma de robots en condiciones reales.
La implementación técnica del método combina varias tecnologías modernas de procesamiento de datos. El algoritmo analiza la información proveniente de cámaras y LiDAR, utilizando métodos avanzados de reconocimiento de patrones. Esto permite al robot identificar ubicaciones incluso cuando cambia la iluminación o el ángulo de visión. Antes de agregar un nuevo punto al mapa, el sistema realiza una comparación exhaustiva con los datos ya conocidos, formando un esquema topológico en forma de grafo: una abstracción matemática donde los nodos representan puntos clave y las conexiones representan rutas entre ellos.
La eficacia de PRISM-TopoMap se confirmó durante una serie de pruebas. Los científicos realizaron pruebas en cinco entornos 3D virtuales diferentes, así como en un robot con ruedas real.
Nuestros experimentos en entornos 3D virtuales y las pruebas en un robot real demostraron que el nuevo método construye con éxito mapas-esquema precisos y conectados incluso en presencia de errores de medición de los sensores. No solo garantiza una cobertura completa del espacio, sino que también funciona de forma significativamente más rápida, económica y eficiente que los análogos existentes.
Las perspectivas de aplicación de la tecnología son extremadamente amplias. En el ámbito de la logística, permitirá a los mensajeros autónomos trabajar eficazmente dentro de los edificios, donde las señales de GPS no están disponibles. Para los robots de limpieza, el método significa la posibilidad de una rápida adaptación a un entorno cambiante.
De particular interés es el uso del desarrollo en la industria espacial: para la navegación de rovers en otros planetas, donde los sistemas de posicionamiento tradicionales no están disponibles.
Los mapas construidos con nuestro método permiten trazar rutas de forma muy rápida y sencilla hasta varios kilómetros.
Actualmente, los desarrolladores se centran en perfeccionar el sistema. Se está trabajando en el entrenamiento de algoritmos para el reconocimiento de tipos de habitaciones: la distinción entre cocinas, pasillos, almacenes. Paralelamente, se están mejorando los mecanismos de trazado de rutas según los esquemas creados.
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