资料来源：Bharadwaj等人。

印度布巴内斯瓦尔理工学院的研究人员与TCS研究公司和瓦赫宁根大学合作，最近设计了一种新的策略，可以改善不同机器人作为一个团队处理复杂任务的协调。在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍的这一策略，是基于一个分裂的架构，该架构分别处理通信和计算，同时定期协调这两者以达到最佳效果。

研究人员的论文最近在IEEE RoboCom 2022会议上发表，该会议与IEEE CCNC 2022同时举行，是网络和分布式计算领域的顶级会议。在IEEE RoboCom 2022上，它获得了最佳论文奖。

进行这项研究的团队的首席研究员Sudipta Saha博士告诉TechXplore："蜂群机器人正在成为人类文明的关键工具的道路上，例如，在医学上，将有必要使用众多的纳米机器人来促进免疫治疗、有针对性的有效药物转移等；而在军队中，将有必要探索人类难以进入的未知地形，实现对边界和类似活动的敏捷监管。在建筑领域，它可以实现大规模3D打印等技术，在农业领域，它可以帮助监测作物健康，并进行干预以提高产量。"

无论在什么情况下实施，多机器人团队要想有好的表现，需要以高效的通信和协调系统为基础。然而，传统的通信系统迫使机器人或设备争夺与其他系统共享信息的机会。这个过程会浪费大量时间，并导致高耗能。

萨哈博士说："对于大规模3D打印、农业监测等活动来说，这种损失是可以容忍的，但对于纳米机器人药物输送、消防或军事活动等时间紧迫的工作来说，如果对通信层的次优性能作出妥协，成本就太高了，由于不必要的数据包碰撞和能源滥用，总是希望有一个解决方案，使机器人群也能进行时间关键和严肃的工作，不能牺牲精度。"

资料来源：Bharadwaj等人。

为了克服现有通信系统的局限性，萨哈博士和他的团队创造了一种全新的范式，这种范式是基于一种叫做 "并发传输 "的方法。这种方法不是让设备或机器人处于竞争状态，而是让它们合作来实现一个共同的目标。

萨哈博士说："将并发传输应用于一个通用的多机器人平台并不是一个简单的任务，在分散和智能系统研究小组（DSSRG），我们正在研究基于并发传输的通信的各个方面，以及它在各种情况下的应用。我们在这一领域的专业知识帮助我们提出了一个新颖的基于分裂架构的解决方案，以方便和富有成效地使用异构多机器人系统的并发传输。"

并发传输技术与传统的通信策略相比有几个优点。最值得注意的是，它们允许设备更迅速、更有效地相互分享数据。

尽管有其优势特点，但并发传输可能很难使用通用硬件来实现。因此，到目前为止，它主要是在特定的和复杂的硬件上应用时取得良好的效果。

萨哈博士说："蜂群机器人和多机器人系统也有自己的要求，包括控制系统、AI/ML和其他计算密集型任务。为了衔接多机器人系统的并发传输，我们提出了一个分裂的架构，其中通信和计算是在两个不同的硬件单元中完成的，它们通过松散耦合的串行线通信相互沟通。这样，我们设法同时获得两个领域的好处。"

研究人员采用的实验装置之一。资料来源：Bharadwaj等人。

机器人学家将不同类型的硬件单元合二为一的做法并不罕见，正如萨哈博士和他的团队在最近的研究中所做的。通过将两个不同的硬件系统连贯地合并到一个集体架构中，他们能够达到非常有希望的结果，加强多个机器人之间的合作和通信。

该团队特别在一组五个双轮机器人上测试了他们的通信系统。在他们的评估中，他们发现他们的系统允许机器人在形成不同的阵型时有效地相互协调，同时还能以类似的速度动态移动。

萨哈博士说："我们工作的关键成就之一是在异质硬件单元之间实现了毫秒级的无缝时间同步，以一种纯粹的分散方式，不利用任何互联网连接或GPS，此外，在这项初步工作中，使用基于并发传输的通信框架和我们基于分裂架构的战略，使我们能够在机器人之间实现厘米级的精度，这表明它对于使用机器人群执行时间关键和微妙的任务有价值。"

在未来，这个研究小组创建的新的基于并发传输的策略可以帮助在复杂或时间敏感的任务中加强群组中多个机器人之间的合作。这包括，例如，搜索和救援工作、军事行动和外科手术。

Saha博士补充说："在我们取得初步成功后，我们现在要进行更严格和彻底的研究，特别是关于控制系统方面和基于并发传输的通信机制之间的互动，我们还计划将该机制应用于大型无人机和地面车辆群，并评估其能力。"