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在物流仓储等行业,多台机器人协同工作已经成为常态,但是,一旦其中的某一台机器人发生故障,就会对整个生产线造成严重的影响。

庞大的机器人群体正在管理着世界上最大的仓储配送。数以千计的机器人一起工作,以前所未有的效率和速度存货、拾取、包装和配送产品。虽然这些群集机器人的潜力无限、令人惊叹,但是一旦有一个机器人出现故障,这会迅速破坏群集机器人的整体性能或者导致意外的结果。 阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)研究人员Ying Sun 和Fouzi Harrou一同开发了迄今为止市面上最快、最准确的故障检测系统,这种系统能够让群集机器人在运行中保持最佳性能。

Harrou 表示:“群集机器人技术理念来自于诸如蚂蚁和蜜蜂等动物行为的启发。多台机器人协同工作,可以完成单台机器人无法完成的复杂任务,这种多机器人系统工作技术在许多应用领域中非常有用,如联合搜索勘探、管理仓库、配送产品、播种和收割。”

用于控制集群机器人的协调活动的软件揭示了这样的事实:当群体中一个或多个机器人发生故障,机器人群体可能就不会以人们期望的性能水平执行任务。成百上千的机器人一起工作时,由于外部干扰、机器人间的意外碰撞、组件故障、软件错误甚至通信链接受到破坏,故障是不可避免的。

Sun 表示:“在受到监控的群集机器人系统中,尽早检测和识别可能的错误或故障至关重要,这样就可以最大限度地提高运行效率并避免昂贵的维护费用。“研究人员的故障检测方法是:首先收集正常运行下的相对位置数据,得到性能指标,然后将生产过程中常用的两种标准“管制图”快速测试性能指标的偏差。

Harrou 表示:“ 我们将改进了的基于数据的故障检测方法应用于模拟群集机器人,对于所有测试过的故障类型——突发故障、漂移故障、随机行走和完全停止故障——与之前的方法对比,我们的方法在故障检测方面有着重大的提升。

相较其他的群体监测技术,这种方法的主要优势是不需要获取系统的数学模型,同时该方法也不依赖于单个机器人传输的数据,机器人在故障情况下分散尤为明显。Sun说:“未来我们计划用实验性机器人群集的数据来检测我们的方法,并将其应用于监控飞行机器人集群。”