Искусственный интеллект поможет марсоходам определять, насколько глубоко закопаны камни
Марсоходу на поверхности незнакомой планеты важно знать не только, что находится прямо перед ним. Не менее важно понимать, что скрывается под грунтом и насколько глубоко уходят камни и другие препятствия — особенно учитывая, что запас энергии марсоходов сильно ограничен. Исследователи из Политехнического университета Виргинии предложили определять это по вибрациям, чтобы в будущем роботы могли сами решать, стоит ли пытаться убрать препятствие или лучше его объехать. Результаты исследования опубликованы в журнале IEEE Sensors Journal.
В основе метода — простой принцип: по тому, как объект вибрирует после удара, можно судить о том, насколько глубоко он закреплен в грунте. Чтобы проверить это, ученые закопали в песок на разную глубину 18 бетонных блоков разных форм и размеров. По выступающей части каждого из них ударяли специальным молотком, а затем дистанционно измеряли возникающие вибрации с помощью лазерного доплеровского виброметра.
После этого данные передавали многослойному перцептрону — нейронной сети, которая искала связь между характером вибраций, формой видимой части блока и глубиной, на которой он находился.
Модель анализировала 11 параметров и учитывала связь между ударным воздействием, геометрией выступающей части объекта и глубиной его залегания. Как объясняет один из авторов работы Иянь Жуань, на отклик после удара влияет и геометрия самого камня, и то, как его удерживает грунт. Этого набора данных оказалось достаточно, чтобы нейросеть с двумя скрытыми слоями могла надежно оценивать глубину залегания.
Авторы считают, что подобный подход может применяться в будущих роботизированных миссиях для оценки препятствий на маршруте, а также при работах с подповерхностными породами и залежами водяного льда. Пока исследователи собираются расширять набор данных и проверять метод на Земле: на строительных площадках, в подземных полостях и на участках с нестабильными горными породами.
Иллюстрация ESA/Medialab
Самое популярное
