Учёные МФТИ создали робота-археолога для поиска подземных объектов
МФТИ — Московский физико-технический институт ·
Учёные МФТИ успешно испытали уникальный российский робототехнический комплекс TerraCognitaBot. Он обследует территорию с помощью георадара, металлоискателя, GPS и компьютерного зрения, привязывает их к точным координатам и строит карты подземных аномалий. Технология уже показала себя в жёстких условиях: в дождь, в высокой траве и при сильных радиопомехах. Комплекс планируют использовать для поиска подземных объектов: остатков древних сооружений, объектов археологического наследия и мин в целях гуманитарного разминирования. Робототехнический комплекс TerraCognitaBot во время испытаний. Поиск объектов под землёй вручную – сложная и кропотливая работа. Оператор с георадаром проходит каждый метр участка, удерживает равномерный темп и параллельно записывает координаты места. Вручную сделать это без ошибок в плохую погоду, на сложной местности и в условиях радиопомех практически невозможно. Учёные МФТИ переложили эти задачи на робототехнический комплекс TerraCognitaBot на базе модифицированной платформы AgileX Scout2. Он плавно перемещается по территории, собирает данные одновременно с георадара GSSI SIR 3000 с антенной 400 МГц, металлоискателя Minelab X-Terra Pro, GPS-приёмника JAVAD Maxor, RGB-D-камеры Intel RealSense D455i и энкодеров платформы. Компьютерное зрение помогает ему удерживать заданное направление движения, GPS и энкодеры фиксируют положение робота, а временные метки позволяют синхронизировать данные разных приборов. Комплекс собирает информацию о подземных аномалиях и привязывает её к конкретным координатам. Робот избавит человека от рутинных задач и физической работы в тяжелых условиях. Он проходит заданный маршрут, одновременно собирает данные нескольких приборов и автоматически привязывает их к координатам. Оператор может контролировать работу комплекса и больше сосредоточиться на анализе результатов» рассказал Олег Буличев, старший научный сотрудник лаборатории когнитивных динамических систем МФТИ. Полевые испытания комплекса прошли в сложных условиях: шёл дождь, трава превышала высоту робота, а оборудование подвергалось воздействию радиоэлектронных помех. При этом данные удалось собрать в полном объёме и с нужной точностью. Команда разработчиков TerraCognitaBot на полевых испытаниях комплекса. По прямой робот ориентировался по данным одометрии, а курс корректировался нейросетью YOLOv8n. Заметив конус-ориентир, робот плавно тормозил за два метра до него. Во время движения комплекс одновременно собирал три потока данных: отражения от грунта с георадара, реакцию на металл и GPS-координаты. Временные метки позволяли синхронизировать их между собой. Георадарные профили объединили в единую детализированную 3D-модель участка. Георадарный профиль участка, полученный во время полевых испытаний. Мы работали на археологическом участке, где есть следы обожжённой древесины. Такие объекты дают сильный контраст на георадарных данных. Предполагаем, что под землей также есть остатки деревянных сооружений, печей и очагов» добавил Олег Буличев, старший научный сотрудник лаборатории когнитивных динамических систем МФТИ. Сейчас команда обрабатывает собранные данные и обучает нейросеть автоматически находить аномалии. Главная задача — научить алгоритм отличать мусор (камни, корни, пустоты) от реальных целей. В будущем учёные планируют адаптировать комплекс не только для археологических находок, но и для гуманитарного разминирования. Датасет с минами разных типов уже собран во время тренировок в Нахабино. Еще одно направление – разработка SLAM-системы на основе георадарных данных и визуально-инерциальной одометрии (VIO). Она позволит роботу ориентироваться без GPS и строить карту даже в условиях полного радиомолчания.
Учёные МФТИ успешно испытали уникальный российский робототехнический комплекс TerraCognitaBot. Он обследует территорию с помощью георадара, металлоискателя, GPS и компьютерного зрения, привязывает их к точным координатам и строит карты подземных аномалий. Технология уже показала себя в жёстких условиях: в дождь, в высокой траве и при сильных радиопомехах. Комплекс планируют использовать для поиска подземных объектов: остатков древних сооружений, объектов археологического наследия и мин в целях гуманитарного разминирования. Робототехнический комплекс TerraCognitaBot во время испытаний. Поиск объектов под землёй вручную – сложная и кропотливая работа. Оператор с георадаром проходит каждый метр участка, удерживает равномерный темп и параллельно записывает координаты места. Вручную сделать это без ошибок в плохую погоду, на сложной местности и в условиях радиопомех практически невозможно. Учёные МФТИ переложили эти задачи на робототехнический комплекс TerraCognitaBot на базе модифицированной платформы AgileX Scout2. Он плавно перемещается по территории, собирает данные одновременно с георадара GSSI SIR 3000 с антенной 400 МГц, металлоискателя Minelab X-Terra Pro, GPS-приёмника JAVAD Maxor, RGB-D-камеры Intel RealSense D455i и энкодеров платформы. Компьютерное зрение помогает ему удерживать заданное направление движения, GPS и энкодеры фиксируют положение робота, а временные метки позволяют синхронизировать данные разных приборов. Комплекс собирает информацию о подземных аномалиях и привязывает её к конкретным координатам. Робот избавит человека от рутинных задач и физической работы в тяжелых условиях. Он проходит заданный маршрут, одновременно собирает данные нескольких приборов и автоматически привязывает их к координатам. Оператор может контролировать работу комплекса и больше сосредоточиться на анализе результатов» рассказал Олег Буличев, старший научный сотрудник лаборатории когнитивных динамических систем МФТИ. Полевые испытания комплекса прошли в сложных условиях: шёл дождь, трава превышала высоту робота, а оборудование подвергалось воздействию радиоэлектронных помех. При этом данные удалось собрать в полном объёме и с нужной точностью. Команда разработчиков TerraCognitaBot на полевых испытаниях комплекса. По прямой робот ориентировался по данным одометрии, а курс корректировался нейросетью YOLOv8n. Заметив конус-ориентир, робот плавно тормозил за два метра до него. Во время движения комплекс одновременно собирал три потока данных: отражения от грунта с георадара, реакцию на металл и GPS-координаты. Временные метки позволяли синхронизировать их между собой. Георадарные профили объединили в единую детализированную 3D-модель участка. Георадарный профиль участка, полученный во время полевых испытаний. Мы работали на археологическом участке, где есть следы обожжённой древесины. Такие объекты дают сильный контраст на георадарных данных. Предполагаем, что под землей также есть остатки деревянных сооружений, печей и очагов» добавил Олег Буличев, старший научный сотрудник лаборатории когнитивных динамических систем МФТИ. Сейчас команда обрабатывает собранные данные и обучает нейросеть автоматически находить аномалии. Главная задача — научить алгоритм отличать мусор (камни, корни, пустоты) от реальных целей. В будущем учёные планируют адаптировать комплекс не только для археологических находок, но и для гуманитарного разминирования. Датасет с минами разных типов уже собран во время тренировок в Нахабино. Еще одно направление – разработка SLAM-системы на основе георадарных данных и визуально-инерциальной одометрии (VIO). Она позволит роботу ориентироваться без GPS и строить карту даже в условиях полного радиомолчания.