Saltar al contenido
Cosas Tecnológicas

Cómo los robots de reparto de naves espaciales saben a dónde se dirigen

Cómo los robots de reparto de naves espaciales saben a dónde se dirigen

(además de cómo hacer tu propio modelo de robot de papercraft a escala 1: 8)

por: Joan Lääne, especialista en cartografía, Starship Technologies

Cada septiembre, cuando comienza el nuevo año escolar, muchos estudiantes de primer grado le tienen un poco de miedo a lo desconocido. No solo sobre el comienzo de la escuela y las nuevas personas que conocerán, sino también sobre el viaje que deben hacer cada día. Deben aprender y recordar cómo navegar por el mundo y el camino hacia y desde su salón de clases por sí mismos. Esto puede ser más fácil si un padre puede acompañar a su hijo en los primeros viajes de ida y vuelta para familiarizarlo con el camino, generalmente señalando algunos puntos de referencia interesantes en el camino, como edificios altos o brillantes o letreros en el camino. . Eventualmente será trivial para el niño ir a la escuela y recordar el camino. El niño habrá formado un mapa mental del mundo y cómo navegarlo.

Starship Technologies ofrece un conveniente servicio de entrega de última milla con flotas de robots de entrega en las aceras que navegan por el mundo todos los días. Nuestros robots han completado más de 100.000 entregas. Para ir del punto A al punto B, los robots necesitan planificar una ruta por delante que, a su vez, requiere algún tipo de mapa. Aunque ya existen muchos sistemas de mapas disponibles públicamente, como Google Maps y OpenStreetMaps, tienen la limitación de que están diseñados teniendo en cuenta la navegación para automóviles y se centran principalmente en el mapeo de carreteras. Dado que estos robots de reparto viajan por las aceras, necesitan un mapa preciso de dónde es seguro viajar en las aceras y dónde cruzar las calles, al igual que un niño necesita un mapa mental sobre cómo llegar a la escuela de manera segura y puntual todos los días. Entonces, ¿cómo se genera este mapa?

El primer paso para crear un mapa para robots de reparto es explorar el área de interés y generar un mapa preliminar (mapa 2D) en la parte superior de las imágenes de satélite en forma de líneas simples interconectadas que representan aceras (verde), cruces (rojo) y caminos de entrada. (violeta) como se ilustra en la imagen a continuación.

El sistema trata este mapa como un gráfico de nodos y se puede utilizar para generar una ruta desde el punto A al punto B. El sistema puede identificar la ruta más corta y segura que debe tomar el robot y también calcular la distancia y el tiempo que tomaría. para conducir esta ruta. La ventaja de este proceso es que todo se puede hacer de forma remota antes de que los robots lleguen físicamente al sitio.

El siguiente paso consiste en mostrar a los robots cómo es el mundo. De manera similar a la analogía entre padres e hijos, los robots necesitan un poco de agarre de la mano la primera vez que exploran un área. Cuando el robot conduce por primera vez, las cámaras y una multitud de sensores del robot recopilan datos sobre el mundo que lo rodea. Estos incluyen miles de líneas que provienen de la detección de bordes de diferentes características, por ejemplo, edificios, postes de alumbrado público y tejados. A continuación, el servidor puede crear fuera de línea un mapa del mundo en 3D a partir de estas líneas que el robot puede utilizar. Al igual que el niño, el robot ahora tiene un modelo del mundo con postes de guía y puede entender dónde está en un momento dado.

Dado que nuestros robots necesitan cubrir diferentes áreas al mismo tiempo para completar todas sus entregas, para ser eficientes, se deben juntar varios mapas para crear un mapa 3D unificado de un área determinada. El mapa unificado se crea pieza por pieza procesando las diferentes piezas de la nueva área hasta que finalmente el mapa parece un enorme rompecabezas completo. El servidor armará este mapa basándose en los datos de línea que el robot recopiló anteriormente. Por ejemplo, si dos robots detectan la misma azotea, el software descubre cómo se conecta con el resto del mapa. Cada línea de color en la imagen a continuación representa una sola pieza de un viaje de mapeo agregado al mapa.

El paso final del proceso de mapeo, antes de que los robots puedan conducir de forma totalmente autónoma, es calcular exactamente dónde y qué tan ancha es la acera. Esto se crea procesando las imágenes de la cámara que el robot grabó mientras exploraba el área como referencia, así como incorporando el mapa 2D creado previamente basado en las imágenes de satélite.

Durante este proceso, se agregan más detalles al mapa para definir con precisión las zonas seguras por donde los robots pueden conducir.

Por supuesto, el mundo que nos rodea no es estático. Hay cambios diarios y estacionales en el paisaje, construcciones y renovaciones, que cambian la apariencia del mundo. ¿Cómo podría afectar esto a las áreas mapeadas para los robots? En realidad, el software del robot maneja bastante bien cambios pequeños a medianos en el área mapeada. Los modelos 3D son lo suficientemente robustos y están llenos de cantidades tan vastas de datos, que un árbol talado aquí o un edificio derribado allí generalmente no representa un desafío para la capacidad del robot para localizar su posición o usar el mapa. Y, además, a medida que el robot conduce cada día, continúa recopilando más datos que se utilizan para actualizar los mapas 3D a lo largo del tiempo. Pero si un área se reforma por completo o se construyen nuevas aceras, la solución es simple. El mapa debe actualizarse utilizando nuevos datos recopilados por un robot. Luego, otros robots pueden volver a conducir de forma autónoma en la misma zona como si no hubiera pasado nada. Mantener los mapas actualizados es fundamental para que los robots sigan conduciendo de forma segura y autónoma.

Como sin duda ya sabrá, disfruto mucho jugando con los conceptos del espacio tridimensional. Desde que jugué al primer videojuego de disparos en primera persona en 3D (Wolfenstein 3D), el mundo del 3D en el dominio digital se convirtió en mi interés. Quería crear mis propios mundos 3D para juegos de computadora, así que encontré formas de editar los niveles de juego existentes. Más tarde, también probé suerte con el modelado por computadora en 3D, que me pareció interesante. Con la popularización y la asequibilidad de las impresoras 3D, también comencé a imprimir modelos físicamente. Pero mucho antes de eso, durante las vacaciones escolares de verano, me encantaba hacer modelos en papel de diferentes edificios y vehículos. Fue una forma fácil y barata de crear algo con mis propias manos, pero también fue interesante ver cómo un diseño 2D en una hoja de papel, con un poco de corte, plegado y pegado, puede convertirse en un modelo 3D. Básicamente, crear la artesanía en papel de un objeto 3D o «desplegarse» es, en cierto sentido, lo contrario del mapeo. Está creando el diseño 2D de la superficie de un objeto 3D.

Como tengo una pasión por la artesanía en papel, decidí crear uno para nuestros robots de entrega Starship. El objetivo de hacer este modelo es permitir que otros que puedan disfrutar de las mismas pasiones que yo, creen su propia versión de nuestros robots de entrega. Crear un modelo de papel es un desafío divertido y, una vez hecho, también se convierte en un bonito elemento decorativo. Al igual que con la generación de mapas 3D para el robot, la creación de un modelo de artesanía en papel requiere precisión, exactitud y pensamiento espacial de cómo encajan todas las partes. También un poco de paciencia.

He creado algunas instrucciones para que cree su propio robot de entrega de papel y me encantaría ver sus esfuerzos. ¡Diviértete y buena suerte haciendo tu propio modelo de papel de robot de reparto!

Publique una foto de su robot en Instagram y etiquete a @StarshipRobots para que pueda encontrarlos.!

Encuentre el modelo y las instrucciones del robot de entrega de Starship. aquí

© Starship Technologies. El diseño del robot de entrega Starship® y el aspecto de las tecnologías descritas son propiedad y están protegidos por derechos de autor y otras leyes de propiedad intelectual.


Cómo los robots de entrega de Starship saben a dónde van se publicó originalmente en Starship Technologies en Medium, donde las personas continúan la conversación destacando y respondiendo a esta historia.