2014年05月26日08:39
源自鱼类的防撞汽车
在生物之中，有一些生物虽然成群结队，但在移动的时候，既能躲避障碍物，又能彼此之间不发生碰撞。如今，日产汽车正准备把这种生物的动作运用于自动驾驶领域。
该公司模仿鱼群的动作，开发出了能够避免撞击周围的机器人和障碍物的机器人车“EPORO”（图3）。鱼类会根据与最近的伙伴和障碍物的距离，用三种规则改变动作。这三种规则分别是在距离伙伴太远时拉近距离的“接近”，与伙伴保持适当距离并配合其速度和前进方向的“并行”，以及在距离过近时改变前进方向，防止与伙伴相撞的“冲撞回避”。
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图3：结合鱼群的活动，实现“不撞的机器人” 日产汽车结合鱼群的活动，开发出了能够避免与周围的机器人和障碍物碰撞的机器人车“EPORO”。检测周围机器人的距离和方向使用两种传感器。分别是使用红外激光的测距传感器和UWB通信模块。EPORO利用UWB通信模块与周围的机器人进行通信，根据通信耗费的时间推测距离。 |
研究表明，鱼类是利用能够敏感察觉近处物体的侧线感觉、能够望远的视觉两种感觉器官来完成上述控制的。为此，日产汽车使用红外激光的测距传感器替代侧线感觉，使用UWB（ultrawide band）通信模块替代了视觉。利用UWB通信模块与周围的机器人通信，根据通信所需的时间推测距离。
在能够并行多辆的宽敞道路和只容许一辆通过的狭窄道路上的测试表明，EPORO在宽敞的道路上分散前进，而在狭窄的道路上则排成了一列，与鱼群的动作如出一辙（图4）。而且，当前方出现障碍物的时候，EPORO也通过团队协作，顺利避开障碍物。
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图4：行驶状态根据情况改变 日产汽车的机器人车“EPORO”能够根据情况改变集体行驶的状态。举例来说，在宽敞的道路上，EPORO保持安全间隔，分散行驶，而在狭窄的道路上，EPORO则排成1列行驶。前方出现障碍物的时候，还会改变行驶的队形，避开障碍物。 |
利用测距性能的误差模仿生物的特点
有意思的是，因UWB通信模块测距性能参差不齐，每一台EPORO都表现出了自己的“个性”。比方说，保持一排队形的时候，EPORO并不是等间距，而是前后左右略有错开，表现出了具有生物特色的动作。
通过反复进行模拟和实验，并调整参数，EPORO做到了在维持群体的同时，顺利地避开了障碍物。在没有结合生物算法的时候，“冲撞回避”和“群体前进”很难兼顾。如果为了维护个体的安全，在回避时采取较大幅度的动作，就会脱离群体。如果为了维持群体前进，紧跟着伙伴不放，就难以避开障碍物。而此次，上述问题全部得到了解决。（作者：根津祯、中道理，日经技术在线！供稿）
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