Об одном подходе к организации быстрого прототипирования роботов в условиях жёстких ограничений

Валерий Эдуардович Карпов; Петр Сергеевич Сорокоумов; Валерий Валерьевич Карпов; Виталий Владимирович Воробьев

doi:10.32603/10.32603/2071-2340-2024-3-79-92

Валерий Эдуардович Карпов НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия
Петр Сергеевич Сорокоумов НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия
Валерий Валерьевич Карпов НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия
Виталий Владимирович Воробьев НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия

DOI: https://doi.org/10.32603/10.32603/2071-2340-2024-3-79-92

Ключевые слова: групповая робототехника, моделирование, модели поведения, проектный подход к обучению

Аннотация

В работе описан подход к организации процесса быстрого прототипирования наземных групповых робототехнических комплексов малыми коллективами разработчиков в сжатые сроки. Прототипирование ведётся путём последовательного построения моделей разного уровня абстракции. Показано, что основные затраты ресурсов при переходе между этими описаниями могут быть уменьшены за счет использования стандартных поведенческих моделей роботов и применения библиотек типовых программных конструкторских решений. Применение поведенческих моделей на основе механизма мета-автоматов позволяет, используя абстрактные реализации на математическом, имитационном и физическом уровнях, получать вполне практические и работоспособные решения. Базовым инструментальным средством разработки систем управления и проведения физического моделирования является ROS. Применение этого подхода продемонстрировано на примере транспортной задачи, решаемой роботами с простейшей сенсорикой без глобальной навигации

Биографии авторов

Валерий Эдуардович Карпов, НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия

Доктор технических наук, доцент, начальник лаборатории робототехники, НИЦ Курчатовский институт, Karpov_VE@nrcki.ru

Петр Сергеевич Сорокоумов, НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия

Научный сотрудник, НИЦ Курчатовский институт, Sorokoumov_PS@nrcki.ru

Валерий Валерьевич Карпов, НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия

Студент программы бакалавриата Московского Технологического Института, инженер-исследователь, НИЦ Курчатовский институт, Karpov_VV@nrcki.ru

Виталий Владимирович Воробьев, НИЦ Курчатовский институт, пл. Академика Курчатова, д. 1, 123182, Москва, Россия

Заместитель начальника лаборатории робототехники, НИЦ Курчатовский институт, Vorobev_VV@nrcki.ru

Литература

Asada H., Leonard J. Introduction To Robotics [Электронный ресурс]. URL: https://ocw.mit.edu/courses/2-12-introduction-to-robotics-fall-2005/ (дата обращения: 18.08.2024).

Asokan T., Ravindran B., Vasudevan K. Introduction to robotics [Электронный ресурс]. URL: https://onlinecourses.nptel.ac.in/noc20_de11/preview (дата обращения: 18.08.2024).

Cyberbotics Ltd. Webots [Электронный ресурс]. URL: http://www.cyberbotics.com/.

Kilpatrick W. H. The Project Method // Teach. Coll. Rec. 1918. Т. 19. № 4. С. 1–5.

Lentin J., Johny A. Robot Operating System for Absolute Beginners. New York: Apress, 2022. 295 с.

Microsoft Robotics Developer Studio O. R. Microsoft Robotics Developer Studio.

NVidia. NVidia Isaak [Электронный ресурс]. URL: https://developer.nvidia.com/isaac (дата обращения: 18.08.2024).

Pavlov D. A. Should we teach Python at universities? // Comput. Tools Educ. 2024. № 1 SE-Programming practice.

Reynolds C. W. Flocks, herds, and schools: A distributed behavioral model // Proc. 14th Annu. Conf. Comput. Graph. Interact. Tech. SIGGRAPH 1987. 1987. Т. 21. № 4. С. 25–34.

RoboDK. Моделирование и программирование в RoboDK [Электронный ресурс]. URL: https://robodk.com/ru/simulation (дата обращения: 18.08.2024).

Карпов В. Э., Ровбо М. А., Воробьев В. В. О некоторых аспектах применения автоматных моделей в групповом управлении // Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2023. Т. 24. № 4. С. 171–180.

Карпов В. Э., Ровбо М. А., Овсянникова Е. Е. Система моделирования поведения групп робототехнических агентов с элементами социальной организации Кворум // Программные продукты и системы. 2018. Т. 31. № 3. С. 581–590.

Карпова И. П. Об одном биоинспирированном подходе к ориентации роботов, или настоящий «муравьиный» алгоритм // Управление большими системами. 2022. Т. 96. С. 69–117.

Клубничкин В. Е. и др. РАЗРАБОТКА УЗЛА СОЧЛЕНЕНИЯ ЛЕСНОЙ ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ // Лесотехнический журнал. 2021. Т. 10. № 4. С. 217–226.

Уракова Е. А., Быстрова Н. В., Грашина П. А. Сущность проектного подхода в профессиональном образовании // Проблемы современного педагогического образования. 2020. Т. 69. № 4. С. 276–278.

Gazebo, Official Resource [Электронный ресурс]. URL: https://gazebosim.org/ (дата обращения: 11.08.2024).