A DARPA robotokat küld a föld alá, hogy megtanítsa őket életeket menteni

Felébredsz a föld alatt. Kiszáradtál, lüktet a fejed, és a homlokodon egy mély kiütés van, ami erősen vérzik. Lehet, hogy egy barlangrendszerben ragadtál, egy keskeny alagútban rekedtél, karokkal az oldaladon. Talán beékelődött egy viharlefolyóba, amely lassan megtelik vízzel. Vagy lehet, hogy ez egy bányaakna, ahol elment az áram, és félelmetes koromsötétségbe taszít. Aztán hallasz valamit. Csak halvány, de tudod, mit jelent: a segítség úton van. Csak ez nem egy embermentő csapattól származik. A távoli dübörgő hangokból úgy tűnik, hogy a kutató-mentő csapat beküldi a robotokat. A megkönnyebbülés érzése azonnal átadja helyét a megrendülés érzésének. Ahogy fogy az idő, és talán csak egy esély van a helyes megoldásra, imádkozik azért, hogy az általuk kiválasztott robot megfeleljen a feladatnak.

Ez a forgatókönyv rémálma az, ami remélhetőleg soha nem fog megtörténni. De erre a DARPA, az Egyesült Államok Fejlett Védelmi Kutatási Projektek Ügynöksége kétségbeesetten próbál választ találni. És 2 millió dollárt különítettek el annak, aki tud nekik segíteni.

Annak kidolgozására, hogy milyennek kell lennie a tökéletes földalatti mentőrobotnak, a DARPA versenyt indított, a Grand Challenges sorozat legújabb részét. Hívta a Subterranean (vagy „SubT”) kihívás, ennek a versenynek – amely 2021-ig tart – célja, hogy felfedje a robotika világának legjavát a mentőbotok terén. A versenyen mindenki részt vehet, a már ismert robotikakutatóktól kezdve a DARPA projektmenedzsere, Dr. Timothy Chung, akiket a világ minden tájáról származó önfinanszírozott „bűncselekményként” emleget. A hét számjegyű nyeremény elnyeréséhez mindössze egy olyan robotot kell létrehoznia, amely képes feltérképezni, navigáljon és keressen különféle összetett földalatti környezetekben időérzékeny harci műveletek vagy katasztrófaelhárítás során forgatókönyvek. Ezen túlmenően nincsenek rögzített iránymutatások arra vonatkozóan, hogy ezeknek a robotoknak hogyan kell kinézniük.

A jelentkezési felhívás hatalmas érdeklődést és jelentkezéseket eredményezett. Ezek a sétáló négylábú robotoktól kezdve, mint pl négylábú ANYmal robot A Digital Trends hosszasan foglalkozott a repülő robotokkal, amelyek lidart használnak, a visszapattanó lézertechnológiát, amely segít az önvezető autóknak „látni”. A közelmúltban 11 legjobb nemzetközi robotikai csapat alkotásai kerültek a föld alá, hogy próbára tegyék őket a legnehezebb környezetek.

A nagy problémák megoldása

A DARPA nagy kihívásai meglepően nyilvánosak egy olyan szervezet számára, amelynek a neve az árnyékos kormánytitkot idézi. És pontosan ez a lényeg. 2004 óta a DARPA évente rendez hasonló versenyeket azzal a céllal, hogy az alkotók pénzben és inspirációban is egy lökést adnak a technológia fejlődésének reményeik szerint ban ben. A felajánlott díjak lényegében szponzori szerződések a magas jövedelmű kutatásokhoz, amelyek áthidalják az alapkutatás és a lehetséges katonai alkalmazásokhoz szükséges eszközök közötti szakadékot.

A Grand Challenges furcsának tűnhet; hasonlóan a DARPA más furcsa kutatási témákban végzett munkájához, mint pl önvezető golyók és kiborg rovarkémek. De gyakran csak azért tűnnek ilyennek, mert az általuk felfedezett terület annyira új. 2004-ben például a DARPA 1 millió dolláros jutalmat ígért mindenkinek, aki olyan autót tud építeni, amely 142 mérföldes útvonalon képes áthajtani a Mojave-sivatagon keresztül. A „győztes” csapat kevesebb mint nyolc mérföldet tett meg néhány óra alatt, mielőtt kigyulladt, és megremegve megállt. Ugyanebben az évben az MIT és a Harvard közgazdászai, Frank Levy és Richard Murnane önvezető autókat használt példaként olyan feladatról, amelyet a gépek bonyolultsága miatt valószínűleg soha nem tudtak elsajátítani. Másfél évtizeddel később már mást tudunk. A DARPA’s Grand Challenge segített kialakítani egy jövőképet autonóm járművek, ami most meghozza gyümölcsét.

„Az egyik dolog, ami a DARPA-t mindig is érdekli, hogy megpróbálja azonosítani az áttörést jelentő innovációkat” – magyarázta Chung. „Néha ez a hagyományos utakon kívül történik, és meg kell keresnünk [módszereket, hogy megnyíljon] a nyílás, ahol ezek az újítások megjelenhetnek. Ezek a nagy kihívások igazán fantasztikusak ahhoz, hogy fel tudjunk vetni egy nagyon merész problémát, majd megnyitjuk azt a világ előtt. Ez egy módja annak, hogy izgalmat keltsen [és inspiráljon] azokat, akik hagyományosan nem jönnek elő [lehetséges megoldások] előterjesztésére.”

A SubT Challenge hasonlóan merészen hangzik. Jelenleg valószínűtlennek tűnik az ötlet, hogy egy robotot küldjenek a katasztrófa sújtotta zónába a hús-vér elsősegélynyújtó helyett. Elveszítettem a számot a robotikakutatók számáról írja le a „keresés és mentés” alkalmazásokat mint az azonnali alkalmazhatóság nélküli, határokat feszegető kutatás végső indoka.

De alapos okunk van azt hinni, hogy a robotokat ilyen módon is lehet használni. Az elmúlt években a lézerlövöldöző kígyórobot egy európai atomerőmű leszerelésének elősegítésére használták fel az amerikai hadsereg 3000 harctéri skorpió robot bombamentesítésre, drónokat és egy Colossus nevű robotot hívtak szolgálatba segít leküzdeni a hatalmas lángokat a párizsi Notre Dame katedrálisban. Ezekben az esetekben a robotok voltak az első lépések. Akármennyire is izgulnak az emberek emberi munkákat ellopó gépek, ezek mindegyike olyan helyzetet jelent, amelyben az emberek a biztonságukat vagy akár az életüket kockáztatják azzal, hogy veszélyes forgatókönyvekbe keverednek.

„Nem akarunk robotokat küldeni csak a robot kedvéért” – mondta Chung. "Inkább vannak olyan információk, amelyeket úgy tudnak szolgáltatni és összegyűjteni, hogy az embereket nem kellene veszélynek kitenni." Itt látja, hogy a SubT Challenge valóban hozzájárul.

„Alapvetően abban vagyunk érdekeltek, hogy segítsünk azokban a helyzetekben, ahol, ha van mód, csökkenteni tudjuk ha az embereket kockázatoknak teszik ki ezekben a veszélyes környezetben, ehhez hozzá kell járulni” – mondta folytatta. „A keresési és mentési forgatókönyvekben, még akkor is, ha egyszerűen távol tartja az embereket, miközben felhalmozni kell az információkat, [a robotok képesek be kell küldeni], hogy létrehozza az első pillantást: ahol veszélyek vannak, ahol vannak friss levegő zsebek, ahol szerkezeti instabilitás. Mindezek az információk segítik az emberi válaszadókat abban, hogy hatékonyabban reagáljanak.”

A föld alá menni

A SubT Challenge most fejezte be az első fázisát. A Pennsylvania állambeli Pittsburgh-i bányarendszerben egy négynapos szakaszon keresztül augusztusban a DARPA szimulált katasztrófa-forgatókönyvet készített, hogy átvegye a belépő robotokat. Chung „merész föld alatti dögvadászatként” jellemezte, amelyben a robotoknak egy nagy bányarendszeren kellett keresztülhaladniuk, amelyet olyan tárgyak népesítettek be, mint például a túlélőket jelképező termikus manökenek. A résztvevő robotok között 20 pilóta nélküli légi jármű, 64 földi robot és egy autonóm blimp robot, a Duckiefloat szerepelt.

"Az ötlet az, hogy robotcsapatoknak kell bejárniuk, le kell győzniük, néha új utakat kell azonosítaniuk, hogy megtalálják ezeket a tárgyakat" - mondta. „Minden talált műtárgyért pontot kapnak. Azok a csapatok nyerik a versenyt, amelyek a megadott időn belül a legtöbb pontot szerzik.”

Trükkös kihívás volt. „A robotcsapatok az egyik bejáratnál indultak, és valójában ennyi információjuk volt a bánya egészéről” – magyarázta. „Ezek ismeretlenek voltak számukra. Nem adtunk nekik semmilyen előzetes információt vagy térképet.”

A nyertes csoport ebből az alkalomból a Team Explorer volt, a Carnegie Mellon és az Oregon State University együttműködése. A csapat robotjai 40 műtárgyból 25-öt tudtak feltárni zord körülmények között, beleértve a sok vizet és sárt is. A Team Explorer két szárazföldi járművet és két drónt tervezett és épített, amelyeket kifejezetten bányákban való működésre hoztak létre. Egy másik csoport, amely jól teljesített, a Team CoSTAR volt, a NASA Jet Propulsion Laboratory-ból, az MIT-ből, a Caltechből és sok másból álló erőmű legénysége. Végül a CoSTAR robotjai a 40 műtárgyból 11-et tudtak feltárni: nem éppen tiszta söprés, de nem is rossz.

Ez még messze nem a verseny vége. 2020 februárjában a következő SubT Challenge egy úgynevezett Urban Circuitben kerül megrendezésre. „Elképzelheti, hogy ez bármi lehet, a metró típusú tranzitállomástól az infrastruktúráig, például a csapadékvíz-elvezetőkig vagy csatornákig” – mondta Chung. "Ezek mind olyan környezetek, amelyek földalatti városi környezetek, ahol vészhelyzet fordulhat elő." (Ez az Urban Circuit a DARPA nemrég közzétett egy tweetet a számára, amely hozzáférést kér az „ember által alkotott, több várostömböt átívelő földalatti környezethez”, amely „összetett elrendezést és több emeletet tartalmaz, beleértve az átriumokat, alagutakat és lépcsőházakat”.)

Ezt követően 2020 augusztusában egy barlangkör lesz, amelyben a résztvevő robotoknak meg kell küzdeniük a természetes földalatti környezet kiszámíthatatlanságával. A verseny 2021 augusztusában zárul egy „végső eseménnyel”, amely mindhárom aldomaint egy óriási pályán tartalmazza. A győztes ezután 2 millió dolláros pénzdíjat kap.

„A SubT Challenge egyik szórakoztató része az, hogy az egyik megoldás jól működik egy körben, nem feltétlenül jelenti azt, hogy a jövőben is jól fog működni” – mondta Chung. „Ez azért van, mert a környezetek sokfélesége potenciálisan egészen eltérő megoldásokat kínál. Például az Urban Circuit-en sokkal nagyobb vertikálisra számíthatunk, ahol nem biztos, hogy elég földi robotnak lenni. A Cave Circuitben [eközben] sok szabálytalanság lesz az anyatermészet kreativitása miatt.”

Jól hangzik? Fogadj! Hatalmas technikai kihívást kell leküzdenie? Teljesen! De vajon az ebből a projektből származó értékes kutatás egy napon felhasználható-e emberek életének megmentésére? Ez az, amire mindenki számít.

Szerkesztői ajánlások

• Ismerje meg a Xenobotokat: Élő, biológiai gépek, amelyek forradalmasíthatják a robotikát
• Jó a StarCraftban? A DARPA katonai robotokat akar kiképezni az Ön agyhullámaival
• A NASA a segítségedet szeretné kérni autonóm robotok fejlesztésében, hogy más világokat fedezhessen fel
• Az összeomló „robot” parkolóhelyet takaríthat meg a fekete pénteken
• Moxi, a „barátságos” kórházi robot segíteni akar a nővéreknek, nem helyettesíteni őket