因應無人機表演事故頻傳，美國麻省理工學院（MIT）工程團隊開發出一套全新的訓練方法，可確保無人機、機器人和自駕車等多機器人系統（multiagent systems）在擁擠環境中安全運作。

研究團隊已成功讓小型無人機在飛行中完成位置交換，甚至能夠降落在移動中的車輛上。更重要的是，這項技術在模擬測試中證實可擴展至數千台無人機的大規模系統。

顛覆傳統路徑規劃，創新訓練方法弭補 3 缺點

MIT 航太工程副教授 Chuchu Fan 表示，這項技術可作為任何需要多機器人協同運作的應用標準，包括倉儲機器人、搜救無人機和自駕車等，為每個機器人提供安全防護機制，在執行任務時告訴機器如何保障安全。

《Interesting Engineering》報導，在傳統的多機器人系統進行安全設計，通常需要進行複雜的路徑規劃，工程師必須考慮每個機器人與其他機器人之間可能的路徑關係。這種方法不僅耗時且需要大量運算資源，也無法完全確保安全性。舉例來說，每架無人機遵循預定的路徑，將沒有因應潛在意外的空間。

相較之下，MIT 團隊指出，其方法只需專注於少數機器人，就能產生精確的安全區域，並且可擴展至更大規模的系統。

像人類憑直覺避開障礙物，關鍵技術是 GCBF+

這份研究的共同作者、MIT 研究生 Oswin So 解釋，新系統的運作方式類似人類在擁擠的購物中心走動，只需關注周圍 5 公尺內的人群就能安全通行。該研究導入 GCBF+（Graph Control Barrier Function）方法，，透過計算每個機器人的感測半徑和機械限制來模擬其移動狀況，進而建立安全導航指令。

當機器人移動時，系統會根據周圍環境持續調整安全區域，讓機器人無需嚴格的路徑規劃就能安全完成任務，這與人類憑直覺避開障礙物的方式類似。

Chuchu Fan 強調，這套控制系統具有即時反應能力，不需要預先規劃路徑。系統會持續接收有關機器人位置、速度等資訊，即時調整行動方案。當情況發生變化時，系統也能立即做出調整以確保安全。

研究團隊使用八台 Crazyflie 小型四旋翼無人機進行測試，讓它們在空中交換位置。測試結果顯示，如果沒有採用 GCBF+ 方法將會導致碰撞，但經過訓練後無人機能夠即時調整飛行路徑，保持在安全區域內避免碰撞。

Chuchu Fan 表示，「使用我們的框架，我們只需要給無人機指定目的地，而不是整個無碰撞軌跡，無人機就可以自己找到如何在不發生碰撞的情況下到達目的地。」

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原文出處：不用先幫機器人劃路線！MIT 新訓練方法可同時控制數千架無人機