虽然机器人专家在过去几十年里开发了越来越复杂的系统，但要确保这些系统能够在现实环境中自动运行而不发生事故，往往是一项挑战。当这些机器人被设计部署在复杂的环境中，包括太空和其他行星时，这尤其困难。

　　格拉斯哥大学(University of Glasgow)的研究人员最近开发了一种新方法，可以让多辆漫游车组成的团队自主、可靠地探索其他行星。在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍了这种方法，该方法结合了来自各种来源的数据，包括成像数据、地图和传感器收集的信息，以规划团队中不同机器人的有效路线。

　　该论文的第一作者萨拉·斯文顿(Sarah Swinton)告诉Tech Xplore:“使用一组行星探测漫游者来探测火星表面，而不是单个漫游者，可以极大地扩展任务的科学能力。”“所有的行星探测车都必须采用一定程度的自主，因为地球和火星之间的通信延迟使得人类执行驱动动作极其困难和耗时。雇用一组漫游车进一步强调了自主性，因为对人类操作员来说，协调它们的行为的难度增加了。”

　　斯文顿和她的合作者最近研究的主要目标是有效地解决机器人领域一个长期存在的研究问题:有效地解决多机器人自主行星探索任务。为了做到这一点，该团队开发了一个多漫游车任务计划，允许一个由几个漫游车组成的团队，这些小型机器人是为太空探索而设计的，可以自主、安全和有效地探索火星表面的一个区域。

　　斯文顿解释说:“我们提出的方法使机器人团队能够通过两个关键阶段自主探索火星表面:地图生成和任务规划。”“首先，利用火星勘测轨道器的数据绘制环境地图。我们特别使用了来自耶泽罗陨石坑的数据，美国宇航局的毅力号探测器目前正在那里运行。”

　　在绘制出漫游车将在火星上探索的环境地图后，团队的规划人员对其进行分析，并将其分成不同的区域，突出显示漫游车可以安全穿越的地形部分。随后，规划器覆盖一个概率分布图，突出显示漫游车在其正在探索的环境中特定地点遇到科学兴趣地点的概率。

　　斯文顿说:“这些点可能代表着我们希望探测器从中采集样本的岩石。”“一旦创建了这张地图，我们的任务规划人员就会搜索环境，以确定一条有效的路线，这将增加找到感兴趣点的可能性。然后为火星车团队的每个成员确定一套协调的安全路径。”

　　由斯文顿和她的同事们开发的多漫游车任务计划比以前开发的方法有很多优点。除了描绘漫游车可以安全行驶的地形和规划其自主操作的路径外，规划器还提供有关科学兴趣地点可能在哪里的信息。

　　斯文顿说:“我们的火星车团队能够在相对较短的时间内安全有效地搜索覆盖22500平方米的整个任务地点。”“同样值得注意的是，每辆火星车的自动驾驶距离与目前由行星探测火星车创造的‘无人驾驶最长距离’记录相当。我们的工作还表明，使用一个火星车团队而不是单个火星车，可以提高搜索效率。”

　　斯文顿和她的同事利用一组随机生成的概率分布图进行了一系列测试和模拟，评估了他们的测绘和规划方法。他们的结果非常有希望，表明他们的方法可以让一个由五个探测器组成的小组在大约40分钟内自主探索火星上22500平方米的区域。

　　虽然计划器目前只应用于火星探测，但它也可以应用于行星探测以外的其他任务。例如，它还可以帮助协调多个地面机器人在搜索和救援行动中的努力，只需使用感兴趣的环境地图和概率分布图，突出显示机器人最有可能遇到被救援人员或需要援助的人的位置。

　　在接下来的研究中，斯文顿和她的同事计划进一步开发和测试他们的方法，同时也致力于其他计算工具来支持多个机器人的自主操作。这些工具还将包括提高多机器人团队容错性的方法。

　　“故障和失败的影响是行星探测漫游车任务中一个严重的问题，”斯文顿补充说。“对于一个值得信赖的行星探索机器人团队来说，机器人必须能够诊断出自己和/或队友的故障。只有在诊断出故障后，才能采取恢复措施，以减轻故障对任务结果的影响。”

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