Development of control algorithms for mobile robotics focused on their potential use for FPGA-based robots

要約

この論文では、フィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) での実装に重点を置き、モバイル ロボティクスの制御アルゴリズムの開発と最適化について調査します。
PID などの古典的な制御アプローチと、ディープラーニングを含む最新の技術の両方を掘り下げ、産業オートメーションから医療に至るまでの分野での応用に取り組みます。
この研究では、これらのアルゴリズムを FPGA に組み込む際の実際的な課題と進歩が強調されており、その高速処理と並列計算機能によりモバイル ロボット工学に大きなメリットがもたらされます。
この論文では、さまざまな制御戦略の分析を通じて、特にナビゲーションと障害物回避におけるロボットのパフォーマンスの向上を紹介しています。
動的環境における制御アルゴリズムの効率と適応性を高める上での FPGA の重要な役割を強調しています。
さらに、この研究では、現実世界のアプリケーションにおけるこれらのアルゴリズムのパフォーマンスのベンチマークと評価の難しさについても議論されており、標準化された評価基準の必要性が示唆されています。
この研究の貢献は、FPGA ベースのモバイル ロボット工学における制御アルゴリズムの可能性を包括的に検証し、ロボットの自律性と運用効率を向上させるための将来の研究の方向性についての洞察を提供することにあります。

要約(オリジナル)

This paper investigates the development and optimization of control algorithms for mobile robotics, with a keen focus on their implementation in Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs). It delves into both classical control approaches such as PID and modern techniques including deep learning, addressing their application in sectors ranging from industrial automation to medical care. The study highlights the practical challenges and advancements in embedding these algorithms into FPGAs, which offer significant benefits for mobile robotics due to their high-speed processing and parallel computation capabilities. Through an analysis of various control strategies, the paper showcases the improvements in robot performance, particularly in navigation and obstacle avoidance. It emphasizes the critical role of FPGAs in enhancing the efficiency and adaptability of control algorithms in dynamic environments. Additionally, the research discusses the difficulties in benchmarking and evaluating the performance of these algorithms in real-world applications, suggesting a need for standardized evaluation criteria. The contribution of this work lies in its comprehensive examination of control algorithms’ potential in FPGA-based mobile robotics, offering insights into future research directions for improving robotic autonomy and operational efficiency.

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