Найти

Результаты поиска

• ОРГАНИЗАЦИЯ НАВИГАЦИИ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ НА ОСНОВЕ КОГНИТИВНОГО КАРТИРОВАНИЯ

  А.М. Корсаков , В. В. Иванова

  2026-04-29

  Аннотация ▼

  КОГНИТИВНОГО КАРТИРОВАНИЯ

  Рассматривается актуальная задача обеспечения автономности мобильных роботов в сложных условиях, когда использование традиционных навигационных методов, основанных на глобальных системах координат и спутниковых данных, невозможно или неэффективно. Для решения данной проблемы предлагается подход, основанный на когнитивной (интерпретирующей) навигации, где основную роль играет семантическое понимание среды. Ключевой особенностью метода является построение когнитивной карты – семантически ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам-ориентирам (либо группам однородных ориентиров), а рёбра – фиксированным наборам информационно-двигательных действий (элементарным обусловленным паттернам поведения). Таким образом маршрут робота при его движении по когнитивной карте сводится к фиксированному набору информационно-двигательных действий. Процесс построения карты осуществляется автоматически на основе предварительно полученного семантически сегментированного изображения местности, что позволяет мобильному роботу априори получить информацию о взаимном расположении и форме ориентиров. Для формализации процесса навигации и управления поведением робота на основе когнитивной карты авторами предложен специально разработанный формальный язык LRNB (Language of Robot Navigation Behavior). Этот язык позволяет декомпозировать сложные миссии на элементарные информационно-двигательные действия, задавать условия их завершения и описывать сценарии взаимодействия с динамическими и статическими объектами. В работе описаны принципы построения когнитивной карты, синтаксис языка LRNB, а также механизм формирования маршрута как последовательности команд. Практическая часть включает результаты верификации подхода в условиях симуляции с использованием специально разработанного эмулятора, а также предварительные натурные испытания на лабораторном гусеничном мобильном роботе, подтвердившие принципиальную работоспособность предложенного подхода. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале метода для применения в критически важных сценариях, таких как зоны стихийных бедствий, области радиоэлектронного подавления и другие среды с высокой степенью неопределённости. Предложены дальнейшие планы работ, связанные с приближением условий экспериментов к реальным условиям возможной эксплуатации

• ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ СЦЕНАРИЯ РАБОТЫ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОМОРФНОГО МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАДАНИЕМ

  А. М. Корсаков , В.В. Иванова , А.А. Демчева , В. Д. Матвеев , Е. Ю. Смирнова

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Представлены результаты исследования возможности формирования и выполнения сценария
  работы мобильного робота с использованием нейроморфных информационно-управляющих элемен-
  тов (логические элементы «И», «ИЛИ» и «НЕ»; нейроморфный экстраполятор; нейроморфный де-
  тектор нештатных ситуаций; нейроморфный механизм формирования условного рефлекса). Приве-
  дено краткое описание этих информационно-управляющих элементов. В качестве базового элемента
  при этом выступает сегментная спайковая модель нейрона CSNM с возможностью структурного
  обучения. Обученная модель CSNM способна решать задачу бинарной классификации, из чего следу-
  ет возможность её использования в качестве отдельного информационно-управляющего элемента –
  детектора состояния. Организацию выполнения сценария работы мобильного робота предлагается
  строить на основе универсальных нейроморфных модулей с использованием указанных нейроморф-
  ных информационно-управляющих элементов. Предлагаемый механизм управления заданием сводит-
  ся к следующему. Универсальным нейроморфным модулям, используемым в качестве блоков-
  переключателей, присваиваются приоритеты. Детектирование той или иной ситуации выполняет-
  ся посредством универсального нейроморфного модуля, приоритет которого выше, что приводит к
  торможению всех универсальных нейроморфных модулей, приоритет которых ниже данного. До-
  бавляя, либо удаляя универсальные нейроморфные модули, а также меняя их приоритетность, мы
  получаем требуемое для нас поведение мобильного робота. В работе приведены результаты иссле-
  дования предложенного механизма организации сценария работы робота как на компьютерной мо-
  дели, так и на реальном роботе. Для компьютерного моделирования был разработан специальный
  эмулятор, который позволил всесторонне исследовать предложенное решение. В качестве тестовой
  задачи было выбрано движение к цели в помещении с перегородками. Результаты экспериментов
  показали принципиальную применимость предложенного механизма формирования и выполнения
  сценария работы робота. В работе указаны основные недостатки текущей реализации: возмож-
  ность ситуаций, приводящих к зацикливанию набора действий, совершаемых мобильным роботом, а
  также необходимость ручного согласования основных параметров сцены и мобильного робота
  (метрические характеристики заданных размеров зон сцены, угловая и линейная скорость мобильно-
  го робота и т.п.). Предложены пути устранения указанных недостатков. Сделан вывод о перспек-
  тивности применения сегментной спайковой модели нейрона и сетей на её основе для задач управле-
  ния мобильными роботами.