虚拟顶帽允许蜂拥机器人以紧密的形式飞行

佐治亚理工学院的研究人员创建了一个自由飞行的机器人团队，遵守两个空气规则：不要相互碰撞或削弱。他们还建立了自动飞艇，识别手势和探测面部。

这两个项目将于5月29日至6月3日在新加坡举行的2017年IEEE机器人与自动化国际会议(ICRA)上展出。

在第一个，五个群体四边形来回拉伸形成，然后根据用户命令改变他们的行为。诀窍是机动而不是相互撞击或在另一台机器下面飞行。如果机器人切入较高飞行四轴飞行器的气流，下部机器必须迅速从湍流空气中恢复或冒险从天空中掉落。

负责该项目的乔治亚理工学院电气与计算机工程学院教授Magnus Egerstedt表示，“地面机器人长时间内已经内置安全'气泡'以避免撞击。” “我们的四轴飞行器还必须包括一个圆柱形的”不要触摸“区域，以避免弄乱彼此的气流。它们基本上都戴着虚拟顶帽。”

只要佐治亚理工学院的机器避免在邻居下方的两英尺空间内飞行，他们就可以毫无问题地自由地游荡。这通常意味着他们相互徘徊而不是低调。

博士 一天下午学生Li Wang通过在空中盘旋一架直升机并在其下来回传送其他人来计算出“大礼帽”的大小。任何距离小于0.6米(或从一个转子到另一个转子的直径的五倍)并且机器被喷到地面上。然后他创造了算法，让他们改变阵型中途飞行。

“我们发现四轴飞行器必须对其计划的路径进行最小量的修改以实现新的编队，”王说。“数学上，这是程序员想要的 - 与原始飞行计划的最小偏差。”

该项目是Egerstedt和Wang的整体研究的一部分，该研究的重点是轻松控制和与大型机器人团队进行互动。

乔治亚理工学院机器人与智能机械研究所的负责人埃格斯泰特说：“我们的天空将变得更加拥挤，自动机器，无论是用于交付，农业还是搜索和救援。” “一个人不可能同时控制数十个或数百个机器人。这就是为什么我们需要机器来解决这个问题。”

研究人员负责监督第二个项目，飞艇，3D打印的吊篮框架，携带传感器和迷你相机。它连接直径为18或36英寸的气球。较小的飞艇可以携带5克的有效载荷; 较大的一个支持20克。

自主飞艇检测面部和手部，使人们能够通过动作指导传单。一直以来，机器收集有关其操作人员的信息，识别从犹豫不决到渴望微笑的一切。目标是更好地了解人们如何与飞行机器人互动。

“机器人和心理学家已经学到很多关于人类如何与地面机器人相关的事情，但我们还没有研究如何研究我们对飞行器的反应，”乔治亚理工学院副教授Fumin Zhang表示。“将常规无人机放在靠近人群的地方会出现许多问题。但人们更容易接近并与看起来像玩具的缓慢移动的飞艇相互作用。”

飞艇的圆形形状使得它们更难用手动控制器转向，但允许它们转动并快速改变方向。这与其他研究人员常用的更受欢迎的齐柏林飞艇不同。

张已经向吉尼斯世界纪录提出了最小的自主飞艇的请求。他看到了一个未来，飞艇可以在人们的生活中发挥作用，但只有机器人能够确定人们想要什么以及他们将如何对飞行伴侣作出反应。

“想象一下，在五金店门口迎接你的飞艇，准备提供帮助，”张说。“人们善于阅读人们的脸，感觉他们是否需要帮助。机器人可以做同样的事情。如果你需要帮助，飞艇可以问，然后引导你走到正确的过道，飞越人群并离开办法。”