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SwarmVLM:VLM導向阻抗控制在異質機器人倉儲導航中的應用
系統架構與設計原理 在動態倉儲場景中,無人機(UAV)與自動導引車(AGV)協同作業可有效提升物流效率。然而,無人機受限於續航、載重與飛行時長,必須仰賴地面機器人支援。SwarmVLM 透過結合視覺語言模型(VLM)及檢索增強生成(RAG),擬構一套異質機器人協同導航架構。根據 arXiv:2508.07814v1,系統以人工勢場(APF)於無人機上進行即時路徑規畫,地面機器人則透過虛擬阻抗連結(virtual impedance link)進行跟隨,並具備動態連結拓撲自調整能力,以避開短矮障礙物。 VLM與RAG在參數調整上的作用 SwarmVLM 利用大規模視覺語言模型對倉儲環境進行語義解析,並以檢索增強生成(RAG)機制自動擷取相關知識庫資料。根據《ACL》2021年報告(Lewis 等人)指出,RAG 架構能在少量標註資料下生成高精度回應,進而協助判斷倉儲貨架、地標與動態障礙物。系統透過 VLM 識別物體後,將檢索結果融合於阻抗參數設定,如阻尼、彈性係數與連結距離,並於飛行過程中連續更新,以加快參數收斂並減少手動校調工作量。 阻抗控制與自適應連接拓撲 阻抗控制自 Hogan(1985)提出以來,一直是機器人與環境互動的重要方法。SwarmVLM 在 UAV-AGV 虛擬連結中,將領導者動態位置誤差視為輸入,地面機器人則以受控質量-阻尼-彈簧模型進行跟隨。系統更結合自適應拓撲演算法,於偵測倉儲短矮障礙物時,自動將連結方向與剛度調整至最小化碰撞風險。根據《IEEE Transactions on Robotics》2022年研究報告指出,自適應阻抗拓撲可在非結構化環境中將碰撞率降低至 10% 以下,與本系統的實際試驗結果相符。 實驗評估與效能數據 在 12 次實地倉儲試驗中,SwarmVLM 展現了 92%…