DARPA šalje robote pod zemlju kako bi ih naučili spašavati živote

Probudiš se pod zemljom. Dehidrirali ste, u glavi vam pulsira, a na čelu imate duboku ranu koja jako krvari. Možda ste zapeli u pećinskom sustavu, zarobljeni u uskom tunelu, s rukama pored sebe. Možda ste se zaglavili u odvodnoj cijevi koja se polako puni vodom. Ili je to možda rudarsko okno u kojem je nestalo struje, bacivši vas u zastrašujući mrkli mrak. Onda čuješ nešto. Samo je slabo, ali znate što znači: pomoć je na putu. Samo što nije od tima za spašavanje ljudi. Sudeći po zvukovima tutnjave u daljini, čini se da tim za potragu i spašavanje šalje robote. Vaš osjećaj olakšanja odmah ustupa mjesto osjećaju strepnje. Dok vrijeme ističe i možda postoji samo jedna prilika da ovo ispravite, molite se da robot kojeg su odabrali bude spreman za posao.

Ova noćna mora od scenarija je ona koja vas, nadamo se, nikada neće zadesiti. Ali to je onaj na koji DARPA, Agencija za napredna obrambena istraživanja Sjedinjenih Država, očajnički pokušava otkriti odgovor. I imaju dva milijuna dolara namijenjenih za one koji im mogu pomoći.

Kako bi utvrdili kako bi trebao izgledati savršen podzemni robot za spašavanje, DARPA je organizirala natjecanje, najnovije u nizu Velikih izazova. Zvao se Podzemni (ili "SubT") izazov, ovo natjecanje — koje traje do 2021. — ima za cilj otkriti najbolje što svijet robotike nudi u smislu robota za spašavanje. Natjecanje je otvoreno za sve, od etabliranih istraživača robotike do onih koje DARPA-in voditelj projekta dr. Timothy Chung naziva samofinancirajućim "petljarima" iz cijelog svijeta. Sve što trebate biti uključeni u priliku da dobijete sedmeroznamenkastu nagradu je stvoriti robota koji može mapirati, navigacija i pretraživanje različitih složenih podzemnih okruženja tijekom vremenski osjetljivih borbenih operacija ili odgovora na katastrofe scenariji. Osim toga, ne postoje fiksne smjernice o tome kako bi ti roboti trebali izgledati.

Poziv za prijavu rezultirao je ogromnim interesom i prijavama. Oni se kreću od hodajućih četveronožnih robota poput četveronožni ANYmal robot Digital Trends je detaljno obradio leteće robote koji koriste lidar, odbijenu lasersku tehnologiju koja pomaže samovozećim automobilima da "vide". Nedavno su kreacije 11 vrhunskih međunarodnih robotičkih timova otišle u ilegalu kako bi bile stavljene na test u najizazovnijem okruženja.

Rješavanje velikih problema

Za organizaciju čije ime priziva slike mračne vladine tajnovitosti, DARPA-ini veliki izazovi iznenađujuće su javni. I upravo je u tome poanta. Od 2004. DARPA svake godine organizira slična natjecanja s ciljem da kreatorima pruži potaknuti svijet, i novčano i inspirativno, u smjeru za koji se nadaju da će se tehnologija razvijati u. Ponuđene nagrade su u biti sponzorski ugovori za visoko isplativa istraživanja koja premošćuju jaz između temeljnih istraživanja i alata za potencijalne vojne primjene.

Veliki izazovi mogu izgledati suludo; slično kao DARPA-in rad u drugim čudnim istraživačkim temama poput samonavodeći meci i kiborg insekti špijuni. Ali često se tako čine samo zato što je područje koje istražuju tako novo. Godine 2004., na primjer, DARPA je obećala nagradu od milijun dolara za svakoga tko može napraviti automobil koji se može sam voziti na ruti dugoj 142 milje kroz pustinju Mojave. "Pobjednički" tim prešao je manje od osam milja u nekoliko sati prije nego što se zapalio i drhtanjem zaustavio. Iste godine, ekonomisti s MIT-a i Harvarda Frank Levy i Richard Murnane kao primjer koristio samovozeće automobile zadatka koji strojevi vjerojatno neće moći savladati zbog njegove složenosti. Desetljeće i pol kasnije, znamo drugačije. DARPA-in Grand Challenge pomogao je osmisliti viziju za autonomna vozila, što sada daje plodove.

"Jedna od stvari za koje je DARPA uvijek zainteresirana jest pokušaj identificiranja revolucionarnih inovacija", objasnio je Chung. “Ponekad se to događa izvan tradicionalnih puteva i moramo tražiti [načine da otvorimo] otvor gdje se te inovacije mogu pojaviti. Ovi veliki izazovi su stvarno fantastični jer mogu postaviti vrlo hrabar problem i zatim ga otvoriti svijetu. To je način stvaranja uzbuđenja [i također inspiriranja] onih koji možda tradicionalno ne izlaze kako bi iznijeli [moguća rješenja].”

SubT Challenge zvuči slično odvažno. U ovom trenutku, ideja o slanju robota u zonu katastrofe, umjesto prvog hitnog osoblja od krvi i mesa, može vam se učiniti malo vjerojatnom. Izgubio sam pojam koliko puta istraživači robotike opisati aplikacije "traganja i spašavanja". kao eventualno opravdanje za istraživanje koje pomiče granice bez neposredne primjenjivosti.

Ali postoji dobar razlog za vjerovanje da se roboti mogu koristiti na ovaj način. Posljednjih godina, a laserski pucajući zmijski robot je korišten za pomoć pri razgradnji nuklearne elektrane u Europi, tražila je američka vojska 3000 robota škorpiona spremnih za bojno polje za uklanjanje bombi, a dronovi i robot nazvan Colossus pozvani su u službu pomoći u borbi protiv ogromnog požara u katedrali Notre Dame u Parizu. U svim tim slučajevima, roboti su bili prvi način djelovanja. Koliko god se ljudi sekirali strojevi koji kradu ljudske poslove, svaki od njih predstavlja situaciju u kojoj ljudi riskiraju svoju sigurnost ili čak živote ulazeći u opasne scenarije.

"Ne želimo slati robote samo zbog njih samih", rekao je Chung. "Naprotiv, postoje informacije koje oni mogu pružiti i prikupiti, a da ljudi ne moraju biti izloženi opasnosti." Ovdje on vidi stvarni doprinos SubT Challengea.

“U osnovi smo zainteresirani pomoći u onim situacijama u kojima, ako postoji način na koji možemo smanjiti izloženosti ljudi rizicima u ovim opasnim okruženjima, treba dati doprinos," rekao je nastavio. „U scenarijima potrage i spašavanja, čak i ako se radi o jednostavnom držanju ljudi vani dok postoje informacije koje je potrebno prikupiti, [roboti mogu poslati unutra] kako bi generirali taj prvi pogled: gdje postoje opasnosti, gdje su džepovi svježeg zraka, gdje postoje strukturni nestabilnost. Sve te informacije pomažu ljudima koji reagiraju da učinkovitije reagiraju.”

Odlazak u podzemlje

SubT Challenge je upravo završio svoju prvu fazu. Odvijajući se tijekom četverodnevnog razdoblja u kolovozu u nepostojećem sustavu rudnika u Pittsburghu, Pennsylvania, DARPA je stvorila simulirani scenarij katastrofe kako bi robote natjecatelje tjerala kroz njihov korak. Chung je to opisao kao "smioni podzemni lov na smetlare" u kojem su roboti morali putovati kroz veliki sustav rudnika, napučen objektima kao što su termo lutke koje predstavljaju preživjele. Među robotima koji su sudjelovali bilo je 20 bespilotnih letjelica, 64 zemaljska robota i jedan autonomni balon robot nazvan Duckiefloat.

"Ideja je da timovi robota moraju prijeći, prevladati, ponekad identificirati nove staze, kako bi otišli i pronašli te artefakte", rekao je. “Za svaki pronađeni artefakt oni dobivaju bod. Timovi koji postignu najviše bodova unutar dodijeljenog vremena su pobjednici natjecanja.”

Bio je to težak izazov. "Timovi robota krenuli su s jednog ulaza i to su zapravo sve informacije koje su imali o cijelom rudniku", objasnio je. “Ovi su im bili nepoznati. Nismo im dali nikakve prethodne informacije ili karte.”

Pobjednička grupa ovom prilikom bila je Team Explorer, suradnja Carnegie Mellon i Oregon State University. Roboti tima uspjeli su otkriti 25 od 40 artefakata u teškim uvjetima, uključujući mnogo vode i blata. Team Explorer dizajnirao je i napravio dva kopnena vozila i dva drona stvorena posebno za rad u rudnicima. Još jedna skupina koja se dobro pokazala bila je Team CoSTAR, moćna ekipa sastavljena od NASA-inog Laboratorija za mlazni pogon, MIT-a, Caltecha i raznih drugih. Na kraju su CoSTAR-ovi roboti uspjeli otkriti 11 od 40 artefakata: ne baš čisto, ali nije ni loše.

Ovo je daleko od kraja natjecanja. U veljači 2020. sljedeći SubT Challenge održat će se na takozvanoj Urban Circuit. "Možete zamisliti da je to bilo što, od tranzitne stanice tipa metroa do infrastrukture poput oborinskih odvoda ili kanalizacije", rekao je Chung. "Ovo su sve vrste okruženja koja su podzemna urbana okruženja u kojima se može dogoditi hitan slučaj." (Ovaj Urban Circuit je ono što DARPA nedavno je objavio tweet za, tražeći pristup "podzemnom okolišu koji je napravio čovjek koji se proteže kroz nekoliko gradskih blokova" koji uključuje "složen raspored i više katova, uključujući atrije, tunele i stubišta.")

Nakon toga slijedi Cave Circuit u kolovozu 2020., u kojem se roboti koji sudjeluju moraju boriti s nepredvidivim prirodnim podzemnim okruženjima. Natjecanje bi trebalo završiti u kolovozu 2021. s "Završnim događajem" koji uključuje sve tri poddomene u jednu ogromnu stazu. Pobjedniku će tada biti dodijeljena novčana nagrada od 2 milijuna dolara.

"Jedan od zabavnih dijelova SubT Challengea je to što jedno rješenje dobro funkcionira u jednoj stazi ne znači nužno da će biti dobro iu budućim stazama", rekao je Chung. “To je zato što raznolikost okruženja daje potencijalno prilično različita rješenja. Na primjer, na Urban Circuitu možemo očekivati ​​mnogo više vertikalnosti, gdje samo biti zemaljski robot možda neće biti dovoljno. U Cave Circuit-u će [u međuvremenu] biti mnogo nepravilnosti zbog kreativnosti majke prirode.”

Zvuči li zabavno? Možete se kladiti! Je li to ogroman tehnički izazov koji treba savladati? Apsolutno! No, mogu li se vrijedna istraživanja koja proizlaze iz ovog projekta jednog dana iskoristiti za spašavanje ljudskih života? Na to svi računaju.

Preporuke urednika

• Upoznajte Xenobots: žive, biološke strojeve koji bi mogli revolucionirati robotiku
• Dobar si u StarCraftu? DARPA želi trenirati vojne robote s vašim moždanim valovima
• NASA želi vašu pomoć u razvoju autonomnih robota za istraživanje drugih svjetova
• Sklopivi 'robot' mogao bi vam uštedjeti parkirno mjesto na Crni petak
• Moxi, 'prijateljski' bolnički robot želi pomoći medicinskim sestrama, a ne zamijeniti ih