資料來源：Bharadwaj等人。

印度布巴內斯瓦爾理工學院的研究人員與TCS研究公司和瓦赫寧根大學合作，最近設計了一種新的策略，可以改善不同機器人作為一個團隊處理復雜任務的協調。在arXiv上預先發表的一篇論文中介紹的這一策略，是基于一個分裂的架構，該架構分別處理通信和計算，同時定期協調這兩者以達到最佳效果。

研究人員的論文最近在IEEE RoboCom 2022會議上發表，該會議與IEEE CCNC 2022同時舉行，是網絡和分布式計算領域的頂級會議。在IEEE RoboCom 2022上，它獲得了最佳論文獎。

進行這項研究的團隊的首席研究員Sudipta Saha博士告訴TechXplore："蜂群機器人正在成為人類文明的關鍵工具的道路上，例如，在醫學上，將有必要使用眾多的納米機器人來促進免疫治療、有針對性的有效藥物轉移等；而在軍隊中，將有必要探索人類難以進入的未知地形，實現對邊界和類似活動的敏捷監管。在建筑領域，它可以實現大規模3D打印等技術，在農業領域，它可以幫助監測作物健康，并進行干預以提高產量。"

無論在什么情況下實施，多機器人團隊要想有好的表現，需要以高效的通信和協調系統為基礎。然而，傳統的通信系統迫使機器人或設備爭奪與其他系統共享信息的機會。這個過程會浪費大量時間，并導致高耗能。

薩哈博士說："對于大規模3D打印、農業監測等活動來說，這種損失是可以容忍的，但對于納米機器人藥物輸送、消防或軍事活動等時間緊迫的工作來說，如果對通信層的次優性能作出妥協，成本就太高了，由于不必要的數據包碰撞和能源濫用，總是希望有一個解決方案，使機器人群也能進行時間關鍵和嚴肅的工作，不能犧牲精度。"

資料來源：Bharadwaj等人。

為了克服現有通信系統的局限性，薩哈博士和他的團隊創造了一種全新的范式，這種范式是基于一種叫做 "并發傳輸 "的方法。這種方法不是讓設備或機器人處于競爭狀態，而是讓它們合作來實現一個共同的目標。

薩哈博士說："將并發傳輸應用于一個通用的多機器人平臺并不是一個簡單的任務，在分散和智能系統研究小組（DSSRG），我們正在研究基于并發傳輸的通信的各個方面，以及它在各種情況下的應用。我們在這一領域的專業知識幫助我們提出了一個新穎的基于分裂架構的解決方案，以方便和富有成效地使用異構多機器人系統的并發傳輸。"

并發傳輸技術與傳統的通信策略相比有幾個優點。最值得注意的是，它們允許設備更迅速、更有效地相互分享數據。

盡管有其優勢特點，但并發傳輸可能很難使用通用硬件來實現。因此，到目前為止，它主要是在特定的和復雜的硬件上應用時取得良好的效果。

薩哈博士說："蜂群機器人和多機器人系統也有自己的要求，包括控制系統、AI/ML和其他計算密集型任務。為了銜接多機器人系統的并發傳輸，我們提出了一個分裂的架構，其中通信和計算是在兩個不同的硬件單元中完成的，它們通過松散耦合的串行線通信相互溝通。這樣，我們設法同時獲得兩個領域的好處。"

研究人員采用的實驗裝置之一。資料來源：Bharadwaj等人。

機器人學家將不同類型的硬件單元合二為一的做法并不罕見，正如薩哈博士和他的團隊在最近的研究中所做的。通過將兩個不同的硬件系統連貫地合并到一個集體架構中，他們能夠達到非常有希望的結果，加強多個機器人之間的合作和通信。

該團隊特別在一組五個雙輪機器人上測試了他們的通信系統。在他們的評估中，他們發現他們的系統允許機器人在形成不同的陣型時有效地相互協調，同時還能以類似的速度動態移動。

薩哈博士說："我們工作的關鍵成就之一是在異質硬件單元之間實現了毫秒級的無縫時間同步，以一種純粹的分散方式，不利用任何互聯網連接或GPS，此外，在這項初步工作中，使用基于并發傳輸的通信框架和我們基于分裂架構的戰略，使我們能夠在機器人之間實現厘米級的精度，這表明它對于使用機器人群執行時間關鍵和微妙的任務有價值。"

在未來，這個研究小組創建的新的基于并發傳輸的策略可以幫助在復雜或時間敏感的任務中加強群組中多個機器人之間的合作。這包括，例如，搜索和救援工作、軍事行動和外科手術。

Saha博士補充說："在我們取得初步成功后，我們現在要進行更嚴格和徹底的研究，特別是關于控制系統方面和基于并發傳輸的通信機制之間的互動，我們還計劃將該機制應用于大型無人機和地面車輛群，并評估其能力。"