西北大学研发分布式算法 保障自动驾驶汽车顺利行驶

自动驾驶汽车要变成日常的交通工具，就需要安全、完美地在彼此之间行驶，而不会撞车或造成交通堵塞。据外媒报道，为了实现这一目标，西北大学（Northwestern University）的研究人员开发了一种分布式算法，能保证自动驾驶汽车顺利行驶。

（图片来源：西北大学）

研究人员利用1024个机器人和100个真实机器人集群，在实验室进行模拟，对该算法进行了测试。在不到一分钟的时间里，这些机器人可靠、安全、高效地聚集在一起，组成预定的队形。

该项研究的负责人、来自西北大学的Michael Rubenstein表示，“如果路上有很多自动驾驶汽车，人们肯定不希望它们相撞或陷入拥堵。通过了解如何控制我们的群机器人形成队形，我们可以了解如何在自动驾驶汽车互动时对他们进行控制。”

与一个大型机器人或者或配备一个领头机器人的一群机器人相比，一群小型机器人的优势是缺乏集中控制，而这是导致失败的关键因素。此种分散算法其实是一种故障保险。

Rubenstein 表示，“如果系统是集中型的，一旦机器人停止工作，那么整个系统就会失灵。而在分散的系统中，没有领头的机器人告诉所有其他机器人该做什么，每个机器人都有自己的决策。如果群体中一个机器人失败了，这个群体仍然可以完成任务。”

尽管如此，为了避免碰撞和堵塞，机器人还是需要互相协调。为此，该算法将机器人所在的地面视为网格。通过使用类似GPS的技术，每个机器人都知道自己在网格中的位置。在决定移动之前，每个机器人都使用传感器与相邻的机器人通信，以确定网格中其附近的位置是否被占用。Rubenstein表示，“只有确定某个位置没有被占用，并且其他机器人不会移动到该位置时，机器人才会移动过去。它们很小心，会提前预留位置。”

即使需要进行精心协调，机器人仍然能够通信，并迅速移动形成队形。为此，Rubenstein使机器人只能感知邻近的机器人。Rubenstein解释说，“机器人只能感知三到四个距离最近的机器人，无法看到整个群，这使得扩展系统更容易。这些机器人在没有全局信息的情况下进行局部决策。”

在该机器人群中，100个机器人可以在一分钟内协调形成特定队形。而在以往的一些方法中，可能需要整整一个小时。Rubenstein认为该算法有望用于无人驾驶汽车车队和自动化仓库。

他表示，“大公司的仓库里有数百个机器人，它们所做的工作与我们的机器人在实验室里做的工作类似。大公司需要确保这些机器人不会互相碰撞，并尽可能快速地移动到交货地点。”

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