美國兩家初創企業用不到一週時間,把一套不依賴GPS的導航系統裝進了小型輪式地面機器人,試圖解決機器人集群部署中最棘手的問題之一:在緊湊平台上實現無衛星信號導航。
據兩家公司週三發佈的消息,製造約100磅自主機器人的Swarmbotics AI與導航軟件企業TERN達成合作。TERN的系統不需要來自太空的信號,而Swarmbotics AI總部位於亞利桑那州,其四輪FireAnt機器人體積大致相當於一個兩英尺見方的立方體。Swarmbotics AI聯合創始人兼首席技術官德魯·沃森表示,團隊在鳳凰城現場把TERN系統集成到FireAnt上用了不到一週,從雙方此前幾乎沒有進行過技術層面交流,到系統完成部署,只花了一週時間。
這一合作針對的是美國陸軍多年來的一個難題。衛星導航信號可被幹擾和欺騙,陸軍一直在尋找替代方案。據美國陸軍Pathfinder3D項目的一名項目經理威廉·舒爾特今年1月對《Army》雜誌所言,當前戰場環境表明,GPS是戰場上最先被壓制的東西。為此,陸軍正在為彈藥配發抗干擾GPS卡,同時推進使用不同衛星星座的ALTNAV方案。但若要建設以機器人為主的地面部隊,陸軍需要一套完全不依賴衛星信號的位置、導航與授時系統。
自動駕駛汽車行業在這方面的幫助有限,因為其方案依賴GPS,且激光雷達等傳感器不夠隱蔽。TERN的切入點是所謂“獨立推導定位系統”(IDPS),它把車輛自身傳感器輸入——包括車輪轉速、轉向角和三維運動數據——與車載地圖數據結合起來。TERN聯合創始人兼首席執行官肖恩·摩爾表示,系統利用車輛的運動信息,即便小到FireAnt這樣的平台也能適用,通過連續運動推算,能夠以與GPS相同、即每秒兩次的頻率輸出經緯度。
下一步是共享這些位置信息。沃森將其描述為通向其他能力的基礎模塊。團隊希望走向協同集群機動,讓多台機器人通過網狀網絡彼此共享數據。如果集群中每個成員都知道自己在哪裡、隊友在哪裡,這些數據就能為攝像頭或雷達等傳感器提供的威脅信息增加價值。沃森舉例說,每台FireAnt都能給出針對敵方坦克的一條方位線,多次測量後通過三角定位確定敵方坦克位置;識別的質量、敵方坦克位置的精度,取決於各次測量平台自身的位置,這有助於提升自動目標識別能力。
兩家公司已引起美國陸軍注意。TERN在9月獲得一份價值1126萬美元的合同,兩家公司也都參與了陸軍的“越獄”(Operation Jailbreak)技術演示活動。從技術路徑看,這套方案的意義在於把導航能力從對衛星信號的依賴中剝離出來,並壓縮到可大量部署的小型平台上;但集群協同、網狀組網和傳感器融合在真實戰場干擾環境下的表現,仍有待演示與實戰化檢驗。