تقوم DARPA بإرسال الروبوتات تحت الأرض لتعليمهم كيفية إنقاذ الأرواح

تستيقظ تحت الأرض. أنت تعاني من الجفاف، ورأسك ينبض، وهناك جرح عميق في جبهتك ينزف بشدة. ربما تكون عالقًا في نظام كهف، محاصرًا في نفق ضيق، وذراعيك بجانبك. ربما تكون عالقًا في مصرف مياه يمتلئ ببطء بالمياه. أو ربما يكون منجمًا انقطعت فيه الطاقة، مما يغرقك في ظلام دامس مرعب. ثم تسمع شيئا. إنه مجرد خافت، لكنك تعرف ما يعنيه: المساعدة في الطريق. لكنها ليست من فريق إنقاذ بشري. من الأصوات الهادرة في المسافة، يبدو أن فريق البحث والإنقاذ يرسل الروبوتات. على الفور، يفسح إحساسك بالارتياح المجال للشعور بالخوف. مع نفاد الوقت، وربما فرصة واحدة فقط لإنجاز هذا الأمر بشكل صحيح، فإنك تصلي من أجل أن يكون الروبوت الذي اختاروه على مستوى المهمة.

هذا السيناريو الكابوس هو الكابوس الذي نأمل ألا يصيبك أبدًا. لكنها مشكلة تحاول وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) التابعة للولايات المتحدة إيجاد إجابة لها. وقد تم تخصيص 2 مليون دولار لمن يستطيع مساعدتهم.

لمعرفة الشكل الذي يجب أن يبدو عليه روبوت الإنقاذ المثالي تحت الأرض، أقامت DARPA مسابقة، وهي الأحدث في سلسلة التحديات الكبرى. دعا

التحدي الجوفي (أو "SubT")تهدف هذه المسابقة - التي تستمر حتى عام 2021 - إلى الكشف عن أفضل ما يقدمه عالم الروبوتات في مجال روبوتات الإنقاذ. المسابقة مفتوحة للجميع بدءًا من الباحثين في مجال الروبوتات وحتى من يشير إليهم مدير مشروع DARPA الدكتور تيموثي تشونغ بـ "المصلحين" الممولين ذاتيًا من جميع أنحاء العالم. كل ما عليك فعله للحصول على الجائزة المكونة من سبعة أرقام هو إنشاء روبوت قادر على رسم الخرائط، التنقل والبحث في مجموعة متنوعة من البيئات المعقدة تحت الأرض أثناء العمليات القتالية الحساسة للوقت أو الاستجابة للكوارث سيناريوهات. أبعد من ذلك، لا توجد مبادئ توجيهية ثابتة حول الشكل الذي يجب أن تبدو عليه هذه الروبوتات.

أدت الدعوة للمشاركين إلى موجة هائلة من الاهتمام والإدخالات. تتراوح هذه بين الروبوتات رباعية الأرجل التي تمشي مثل روبوت ANYmal ذو الأربعة أرجل تحدثت شركة Digital Trends بإسهاب عن الروبوتات الطائرة التي تستخدم تقنية Lidar، وهي تقنية الليزر المرتد التي تساعد السيارات ذاتية القيادة على "الرؤية". في الآونة الأخيرة، تم تنفيذ إبداعات 11 من أفضل فرق الروبوتات الدولية تحت الأرض ليتم اختبارها في أصعب التحديات. البيئات.

حل المشاكل الكبيرة

بالنسبة لمنظمة يستحضر اسمها صورًا من السرية الحكومية الغامضة، فإن التحديات الكبرى التي تواجهها وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA) أصبحت علنية بشكل مدهش. وهذه هي النقطة بالضبط. منذ عام 2004، نظمت DARPA مسابقات مماثلة كل عام أو نحو ذلك، بهدف منح المبدعين في جميع أنحاء العالم العالم بمثابة دفعة، مالية وملهمة، في الاتجاه الذي يأملون أن تتطور فيه التكنولوجيا في. إن الجوائز المعروضة هي، في جوهرها، صفقات رعاية للأبحاث ذات العائد المرتفع التي تعمل على سد الفجوة بين الأبحاث الأساسية وأدوات التطبيقات العسكرية المحتملة.

يمكن أن تبدو التحديات الكبرى مضحكة؛ يشبه إلى حد كبير عمل DARPA في موضوعات بحثية غريبة أخرى مثل الرصاص ذاتي التوجيه وجواسيس الحشرات السايبورغ. لكنهم غالبًا ما يبدون بهذه الطريقة فقط لأن المنطقة التي يستكشفونها جديدة جدًا. في عام 2004، على سبيل المثال، وعدت وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA) بجائزة قدرها مليون دولار لأي شخص يستطيع بناء سيارة يمكنها القيادة بنفسها على طريق طوله 142 ميلاً عبر صحراء موهافي. قطع الفريق "الفائز" أقل من ثمانية أميال في عدة ساعات قبل أن تشتعل فيه النيران ويتوقف. وفي نفس العام، قام الاقتصاديان فرانك ليفي وريتشارد مورنان من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد وتستخدم السيارات ذاتية القيادة كمثال لمهمة من غير المرجح أن تتقنها الآلات بسبب تعقيدها. وبعد عقد ونصف من الزمن، أصبحنا نعرف شيئًا مختلفًا. ساعد التحدي الكبير الذي قامت به DARPA في وضع رؤية لـ المركبات ذاتية القيادةوالتي بدأت تؤتي ثمارها الآن.

وأوضح تشونغ: "أحد الأشياء التي تهتم بها DARPA دائمًا هو محاولة تحديد الابتكارات الخارقة". "في بعض الأحيان يحدث ذلك خارج المسارات التقليدية، ونحن بحاجة إلى البحث عن [طرق لفتح] الفتحة التي يمكن أن تنشأ فيها تلك الابتكارات. إن هذه التحديات الكبرى رائعة حقًا لأنها قادرة على طرح مشكلة جريئة جدًا ومن ثم فتحها للعالم. إنها طريقة لإثارة الإثارة [وإلهام] أولئك الذين قد لا يتقدمون تقليديًا لطرح [الحلول الممكنة]".

يبدو تحدي SubT جريئًا بالمثل. في الوقت الحالي، قد تبدو فكرة إرسال روبوت إلى منطقة الكوارث، بدلاً من المستجيب الأول من لحم ودم، غير محتملة. لقد فقدت تتبع عدد المرات التي قام فيها الباحثون في مجال الروبوتات وصف تطبيقات "البحث والإنقاذ". كمبرر نهائي لأبحاث تتجاوز الحدود دون إمكانية تطبيقها على الفور.

ولكن هناك سبب وجيه للاعتقاد بأن الروبوتات يمكن استخدامها بهذه الطريقة. في السنوات الأخيرة، أ روبوت الثعبان الذي يطلق النار بالليزر تم استخدامه للمساعدة في إيقاف تشغيل محطة للطاقة النووية في أوروبا، وهو ما سعى إليه الجيش الأمريكي 3000 روبوت عقرب جاهز لساحة المعركة للتخلص من القنابل، وتم استدعاء الطائرات بدون طيار والروبوت المسمى Colossus للخدمة مساعدة في مكافحة حريق هائل في كاتدرائية نوتردام في باريس. وفي كل هذه الحالات، كانت الروبوتات هي مسار العمل الأول. بقدر ما يقلق الناس الآلات تسرق وظائف البشركل واحد من هذه الحالات يمثل موقفًا يخاطر فيه البشر بسلامتهم، أو حتى حياتهم، من خلال الدخول في سيناريوهات خطيرة.

وقال تشونغ: "لا نريد إرسال الروبوتات من أجل الروبوتات فقط". "بدلاً من ذلك، هناك معلومات يمكنهم تقديمها وجمعها، دون الحاجة إلى تعريض البشر للخطر." هذا هو المكان الذي يرى فيه أن تحدي SubT يساهم حقًا.

"في الأساس، نحن مهتمون بالمساعدة في تلك المواقف، إذا كان هناك أي طريقة يمكننا من خلالها تقليلها وتعريض الناس للمخاطر في هذه البيئات الخطرة، هناك مساهمة يجب تقديمها واصلت. "في سيناريوهات البحث والإنقاذ، حتى لو كان الأمر ببساطة هو إبعاد الأشخاص بينما توجد معلومات يجب تجميعها، [يمكن للروبوتات أن يتم إرسالها] لتوليد تلك النظرة الأولى: حيث توجد مخاطر، حيث توجد جيوب من الهواء النقي، حيث توجد هيكلية عدم الاستقرار. كل هذه المعلومات تساعد المستجيبين البشريين على الاستجابة بشكل أكثر فعالية.

الذهاب تحت الأرض

أكمل تحدي SubT للتو مرحلته الأولى. تم تنفيذ المشروع على مدى أربعة أيام في شهر أغسطس في نظام منجم قديم في بيتسبرغ، بنسلفانيا، حيث أنشأت وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA) سيناريو محاكاة لكارثة لوضع الروبوتات الداخلة ضمن خطواتها. ووصفها تشونغ بأنها "مطاردة جريئة تحت الأرض" حيث كان على الروبوتات أن تسافر عبر نظام منجم كبير، مأهول بأشياء مثل العارضات الحرارية التي تمثل الناجين. وتضمنت الروبوتات المشاركة 20 مركبة جوية بدون طيار، و64 روبوتًا أرضيًا، وروبوت منطاد مستقل يسمى Duckiefloat.

وقال: "الفكرة هي أن فرق الروبوتات يجب أن تجتاز، وتتغلب، وفي بعض الأحيان تحدد مسارات جديدة، للذهاب والعثور على تلك القطع الأثرية". "مقابل كل قطعة أثرية يتم العثور عليها، فإنهم يسجلون نقطة. الفرق التي تسجل أكبر عدد من النقاط خلال الوقت المخصص لها هي الفائزة في المسابقة."

لقد كان تحديًا صعبًا. وأوضح: "بدأت فرق الروبوتات عند مدخل واحد، وهذه هي في الواقع كل المعلومات التي كانت لديهم حول المنجم بأكمله". "هذه كانت مجهولة بالنسبة لهم. ولم نقدم لهم أي معلومات أو خرائط مسبقة”.

وكانت المجموعة الفائزة في هذه المناسبة هي فريق Team Explorer، وهو تعاون بين جامعة كارنيجي ميلون وجامعة ولاية أوريغون. وتمكنت روبوتات الفريق من اكتشاف 25 قطعة أثرية من أصل 40 في ظروف قاسية بما في ذلك الكثير من الماء والطين. قام فريق Team Explorer بتصميم وبناء مركبتين أرضيتين وطائرتين بدون طيار تم تصميمهما خصيصًا للعمل في المناجم. المجموعة الأخرى التي حققت أداءً جيدًا كانت فريق CoSTAR، وهو طاقم قوي يتكون من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، والعديد من الآخرين. في النهاية، تمكنت روبوتات CoSTAR من الكشف عن 11 قطعة أثرية من أصل 40: وهي ليست عملية مسح نظيفة تمامًا، ولكنها ليست عرضًا سيئًا أيضًا.

هذا بعيد عن نهاية المنافسة. في فبراير 2020، سيقام تحدي SubT التالي في ما يسمى بالحلبة الحضرية. وقال تشونغ: "يمكنك أن تتخيل أن تكون أي شيء بدءًا من محطة عبور من نوع المترو إلى البنية التحتية مثل مصارف العواصف أو المجاري". "هذه كلها أنواع من البيئات التي تعتبر مناطق حضرية تحت الأرض حيث قد تحدث حالة طوارئ." (هذه الدائرة الحضرية هي ما قامت به DARPA اخماد مؤخرا تغريدة ل، ويطالب بالوصول إلى "بيئة تحت الأرض من صنع الإنسان تمتد على العديد من مباني المدينة" والتي تتضمن "تخطيطًا معقدًا وقصصًا متعددة، بما في ذلك الأفنية والأنفاق والسلالم.")

بعد ذلك، ستكون هناك حلبة الكهف في أغسطس 2020، حيث يجب على الروبوتات المشاركة أن تتعامل مع عدم القدرة على التنبؤ بالبيئات الطبيعية تحت الأرض. ومن المقرر أن تنتهي المسابقة في أغسطس 2021، بـ "الحدث النهائي" الذي يجمع النطاقات الفرعية الثلاثة في مسار واحد عملاق. سيحصل الفائز بعد ذلك على جائزة مالية قدرها 2 مليون دولار.

وقال تشونغ: "أحد الأجزاء الممتعة في تحدي SubT هو أن مجرد حل واحد يعمل بشكل جيد في حلبة واحدة لا يعني بالضرورة أنه سيحقق نتائج جيدة في الحلبات المستقبلية". "ذلك لأن تنوع البيئات يفسح المجال لحلول مختلفة تمامًا. على سبيل المثال، في الحلبة الحضرية، يمكننا أن نتوقع المزيد من العمودية، حيث قد لا يكون مجرد كونك روبوتًا أرضيًا كافيًا. في حلبة الكهف، [في هذه الأثناء]، سيكون هناك الكثير من المخالفات بسبب إبداع الطبيعة الأم. "

هل يبدو الأمر ممتعًا؟ تتحدى! هل هو تحدٍ تقني هائل يجب التغلب عليه؟ قطعاً! ولكن هل يمكن استخدام الأبحاث القيمة الناتجة عن هذا المشروع يومًا ما لإنقاذ حياة الناس؟ وهذا ما يعول عليه الجميع.

توصيات المحررين

• تعرف على Xenobots: الآلات البيولوجية الحية التي يمكن أن تُحدث ثورة في مجال الروبوتات
• جيد في ستار كرافت؟ تريد DARPA تدريب الروبوتات العسكرية باستخدام موجات دماغك
• ناسا تريد مساعدتك في تطوير الروبوتات المستقلة لاستكشاف عوالم أخرى
• يمكن أن يوفر لك انهيار "الروبوت" مكانًا لوقوف السيارات في يوم الجمعة الأسود
• يريد Moxi، روبوت المستشفى "الودود"، مساعدة الممرضات، وليس استبدالهن