Uso diario de WiFi para ayudar a los robots a ver y navegar mejor en interiores (con video)

Uso diario de WiFi para ayudar a los robots a ver y navegar mejor en interiores (con video)


19 de mayo de 2022

(Noticias de Nanowerk) Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una tecnología de bajo costo y bajo consumo que permite a los robots trazar con precisión su ruta en interiores, incluso con poca iluminación y sin puntos de referencia o características reconocibles.

La tecnología consta de sensores que usan señales WiFi para ayudar al robot a trazar un mapa hacia dónde se dirige. Es un nuevo enfoque para la navegación robótica en interiores. La mayoría de los sistemas se basan en sensores ópticos de luz, como cámaras y LiDAR. En este caso, los llamados «sensores WiFi» utilizan señales de radiofrecuencia en lugar de luz o señales visuales para ver, lo que les permite trabajar en condiciones en las que las cámaras y los LiDAR luchan: con poca luz, luz cambiante y entornos que se repiten. por cuanto tiempo pasillos y almacenes.

Y mediante el uso de WiFi, la tecnología podría ofrecer una alternativa económica a los LiDAR caros y que consumen mucha energía, señalaron los investigadores.

Un equipo de investigadores del Wireless Communication Sensing and Networking Group, dirigido por Dinesh Bharadia, profesor de ingeniería eléctrica e informática en UC San Diego, presentará su trabajo en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización (ICRA) de 2022 que se llevará a cabo en mayo. Del 23 al 27 en Filadelfia.

“Estamos rodeados de señales inalámbricas en casi todas partes. La belleza de este trabajo es que podemos usar estas señales cotidianas para realizar la localización y el mapeo de interiores con robots”, dijo Bhadia.

«Con Wi-Fi, hemos desarrollado un nuevo tipo de modalidad de detección que llena los vacíos que dejan los sensores de luz actuales y puede permitir que los robots naveguen en escenarios donde esto no es posible actualmente», agregó Aditya Arun, quien es ingeniero eléctrico y Doctorado en Ciencias de la Computación Estudiante en el laboratorio de Bhadia y primer autor del estudio (Letras de robótica y automatización IEEE«P2SLAM: WiFi SLAM basado en la dirección para robots de interior»).

Los investigadores construyeron su sistema prototipo utilizando hardware comercial. El sistema consta de un robot equipado con sensores WiFi construidos a partir de transceptores WiFi disponibles comercialmente. Estos dispositivos envían y reciben señales inalámbricas hacia y desde puntos de acceso WiFi cercanos. Lo que hace que estos sensores WiFi sean especiales es que utilizan esta comunicación constante de ida y vuelta con los puntos de acceso WiFi para mapear la ubicación y la dirección de movimiento del robot.

«Esta comunicación bidireccional ya está ocurriendo todo el tiempo entre dispositivos móviles como su teléfono y puntos de acceso Wi-Fi; simplemente no le dice dónde está», dijo Roshan Ayyalasomayajula, quien también tiene un doctorado en electricidad e informática. Ingenieria. Estudiante en el laboratorio de Bhadia y coautor del estudio. «Nuestra tecnología se apoya en esta comunicación para realizar la localización y el mapeo en un entorno desconocido».

Así es como funciona: inicialmente, los sensores WiFi no saben dónde está el robot y dónde hay puntos de acceso WiFi en el área. Descubrir esto es como jugar un juego de Marco Polo: a medida que el robot se mueve, los sensores llaman a los puntos de acceso y escuchan sus respuestas, usándolos como puntos de referencia.

La clave aquí es que cada señal inalámbrica entrante y saliente lleva su propia información física única, un ángulo de llegada y una longitud de ruta directa hacia (o desde) un punto de acceso, que se puede usar para averiguar dónde están el robot y los puntos de acceso. relación entre sí. Los algoritmos desarrollados por el equipo de Bharadia permiten que los sensores WiFi extraigan esta información y realicen estos cálculos. A medida que continúan la llamada y la respuesta, los sensores recopilan más información y pueden señalar exactamente dónde se mueve el robot.

Los investigadores probaron su tecnología en un piso de un edificio de oficinas. Colocaron varios puntos de acceso en la habitación y equiparon un robot con los sensores WiFi, así como una cámara y un LiDAR para realizar mediciones comparativas. El equipo ordenó a su robot barrer el suelo varias veces, doblar esquinas, caminar por pasillos largos y estrechos y atravesar habitaciones luminosas y con poca luz.

En estas pruebas, la precisión de localización y mapeo proporcionada por los sensores WiFi fue comparable a la de las cámaras comerciales y los sensores LiDAR.

«Podemos usar señales WiFi, que son esencialmente gratuitas, para realizar una detección robusta y confiable en entornos visualmente exigentes», dijo Arun. «La detección WiFi podría reemplazar potencialmente a los costosos LiDAR y complementar otros sensores de bajo costo como cámaras en estos escenarios».

El equipo ahora está investigando. Los investigadores combinarán sensores WiFi (que ofrecen precisión y confiabilidad) con cámaras (que brindan información visual y contextual sobre el entorno) para desarrollar una tecnología de mapeo más completa y rentable.



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