DARPA שולחת רובוטים מתחת לאדמה כדי ללמד אותם להציל חיים

אתה מתעורר מתחת לאדמה. אתה מיובש, הראש פועם ויש פצע עמוק על המצח שמדמם מאוד. אולי אתה תקוע במערכת מערות, לכוד במנהרה צרה, זרועות לצדך. אולי אתה תקוע בניקוז סערה שמתמלא אט אט במים. או שאולי מדובר בפיר מוקש שבו הכוח כבה, וצלל אותך לתוך שחור גמור מפחיד. ואז אתה שומע משהו. זה רק קלוש, אבל אתה יודע מה זה אומר: העזרה בדרך. רק שזה לא מצוות חילוץ אנושי. מקולות הרעש מרחוק נראה שצוות החיפוש וההצלה שולח את הרובוטים. תחושת ההקלה שלך מפנה מיד את מקומה לתחושת חשש. כשהזמן אוזל, ואולי רק הזדמנות אחת לעשות את זה נכון, אתה מתפלל שהרובוט שהם בחרו יעמוד במשימה.

הסיוט הזה של תרחיש הוא אחד, בתקווה, לעולם לא יבוא עליך. אבל זה אחד ש-DARPA, הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים בתחום ההגנה של ארצות הברית, מנסה נואשות למצוא לו תשובה. ויש להם 2 מיליון דולר המיועדים למי שיכול לעזור להם.

כדי להבין איך אמור להיראות רובוט החילוץ התת-קרקעי המושלם, DARPA הקימה תחרות, האחרונה בסדרת האתגרים הגדולים שלה. התקשר ל אתגר תת קרקעי (או "SubT"), תחרות זו - שנמשכת עד 2021 - נועדה לחשוף את הטוב ביותר שיש לעולם הרובוטיקה להציע בדרך של בוטים להצלה. התחרות פתוחה לכולם, החל מחוקרי רובוטיקה מבוססים ועד למה שמנהל פרויקט DARPA, ד"ר טימותי צ'ונג, מתייחס אליו כ"טינקרים" במימון עצמי מרחבי העולם. כל מה שאתה צריך כדי לגרוף את הפרס בן שבע הספרות הוא ליצור רובוט שמסוגל למפות, נווט וחפש במגוון סביבות תת קרקעיות מורכבות במהלך פעולות לחימה רגישות לזמן או תגובה לאסון תרחישים. מעבר לכך, אין הנחיות קבועות לגבי איך הרובוטים האלה צריכים להיראות.

הקריאה לנרשמים הביאה לגידול עצום של התעניינות וכניסות. אלה נעים בין רובוטים מרובעים מהלכים כמו רובוט ANYmal בעל ארבע רגליים Digital Trends עוסק בהרחבה ברובוטים מעופפים המשתמשים בלידר, טכנולוגיית הלייזר המוחזרת שעוזרת למכוניות בנהיגה עצמית "לראות". לאחרונה, יצירותיהם של 11 מצוותי הרובוטיקה הבינלאומיים המובילים ירדו למחתרת כדי להיבחן במקומות המאתגרים ביותר סביבות.

פתרון הבעיות הגדולות

עבור ארגון ששמו מעורר תמונות של סודיות ממשלתית מפוקפקת, האתגרים הגדולים של DARPA פומביים באופן מפתיע. וזו בדיוק הנקודה. מאז 2004, DARPA עורכת תחרויות דומות מדי שנה בערך, במטרה לתת ליוצרים סביב בעולם דחיפה, הן מבחינה כספית והן מבחינה השראה, בכיוון שהם מקווים שהטכנולוגיה תתפתח ב. הפרסים המוצעים הם, בעצם, עסקאות חסות למחקרים עם רווחים גבוהים המגשרים על הפער בין מחקר בסיסי וכלים ליישומים צבאיים פוטנציאליים.

האתגרים הגדולים יכולים להראות מטורפים; בדומה לעבודה של DARPA בנושאי מחקר מוזרים אחרים כמו כדורים מנחים עצמיים ומרגלי חרקים סייבורגיים. אבל לעתים קרובות הם נראים כך רק בגלל שהאזור שהם חוקרים כל כך חדש. בשנת 2004, למשל, DARPA הבטיחה פרס של מיליון דולר לכל מי שיכול לבנות מכונית שיכולה לנסוע בעצמה במסלול של 142 מייל דרך מדבר מוהאבי. הצוות "המנצח" עשה את זה פחות משמונה קילומטרים בכמה שעות לפני שעלה באש ונעצרה רעד. באותה שנה, כלכלני MIT והרווארד פרנק לוי וריצ'רד מורניין השתמשו במכוניות בנהיגה עצמית כדוגמה של משימה שלא סביר שמכונות ישלטו אי פעם בשל מורכבותה. עשור וחצי לאחר מכן, אנחנו יודעים אחרת. האתגר הגדול של DARPA עזר לעצב חזון עבור רכבים אוטונומיים, שכעת מניב פרי.

"אחד הדברים ש-DARPA תמיד מתעניין בהם הוא לנסות לזהות חידושים פורצי דרך", הסביר צ'ונג. "לפעמים זה קורה מחוץ למסלולים המסורתיים, ואנחנו צריכים לחפש [דרכים לפתוח] את הצמצם שבו החידושים האלה יכולים להופיע. האתגרים הגדולים האלה הם באמת פנטסטיים על היכולת להציב בעיה מאוד נועזת ואז לפתוח אותה לעולם. זו דרך גם ליצור התרגשות [וגם לעורר השראה] את אלה שאולי לא יוצאים באופן מסורתי להציע [פתרונות אפשריים]".

אתגר SubT נשמע נועז באופן דומה. נכון לעכשיו, הרעיון של שליחת רובוט לאזור אסון, במקום מגיב ראשון בשר ודם, עשוי להיראות לא סביר. איבדתי את המעקב אחר מספר הפעמים שחוקר רובוטיקה לתאר יישומי "חיפוש והצלה". כהצדקה בסופו של דבר למחקר דוחף גבולות ללא תחולה מיידית.

אבל יש סיבה טובה להאמין שניתן להשתמש ברובוטים בדרך זו. בשנים האחרונות, א רובוט נחש יורה בלייזר שימש לסיוע בפירוק תחנת כוח גרעינית באירופה, צבא ארה"ב חיפש 3,000 רובוטים עקרבים מוכנים לשדה הקרב לסילוק פצצות, ומזל"טים ורובוט בשם קולוסוס הוזעקו לשירות לעזור להילחם בלהבה גדולה בקתדרלת נוטרדאם בפריז. בכל המקרים הללו, רובוטים היו דרך הפעולה הראשונה. עד כמה שאנשים מתלבטים מכונות שגונבות עבודות אנושיות, כל אחד מאלה מייצג מצב שבו בני אדם מסכנים את ביטחונם, או אפילו את חייהם, על ידי כניסה לתרחישים מסוכנים.

"אנחנו לא רוצים לשלוח רובוטים רק למען הרובוט", אמר צ'ונג. במקום זאת, יש מידע שהם יכולים לספק ולאסוף, מבלי שבני אדם יצטרכו להיות בסיכון." זה המקום שבו הוא רואה את אתגר SubT באמת תורם.

"ביסודו של דבר אנחנו מעוניינים לעזור באותם מצבים שבהם, אם יש דרך כלשהי, נוכל להפחית חשיפה של אנשים לסיכונים בסביבות מסוכנות אלה, יש לתרום", הוא נמשך. "בתרחישי חיפוש והצלה, גם אם זה פשוט להרחיק אנשים בזמן שיש מידע שצריך לצבור, [רובוטים יכולים להישלח] כדי ליצור את המבט הראשון הזה: איפה יש סכנות, איפה יש כיסי אוויר צח, איפה יש מבני חוסר יציבות. כל המידע הזה עוזר למגיבים אנושיים להגיב בצורה יעילה יותר."

יורדים למחתרת

אתגר ה-SubT רק השלים את השלב הראשון שלו. התרחש לאורך ארבעה ימים באוגוסט במערכת מוקשים שהושבתה בפיטסבורג, פנסילבניה, DARPA יצרה תרחיש מדומה של אסון כדי להעמיד את הנכנסים לרובוטים בקצב שלהם. צ'ונג תיאר זאת כ"ציד נבלות תת קרקעי נועז" שבו הרובוטים נאלצו לנסוע דרך מערכת מוקשים גדולה, המאוכלסת בחפצים כמו בובות תרמיות המייצגות ניצולים. הרובוטים שהשתתפו כללו 20 כלי טיס בלתי מאוישים, 64 רובוטים קרקעיים ורובוט בלימפ אוטונומי אחד בשם Duckiefloat.

"הרעיון הוא שצוותים של רובוטים חייבים לחצות, להתגבר, ולפעמים לזהות נתיבים חדשים, כדי ללכת ולמצוא את החפצים האלה", אמר. "על כל חפץ שנמצא, הם קולעים נקודה. הקבוצות שצברו הכי הרבה נקודות בזמן המוקצב הן הזוכות בתחרות".

זה היה אתגר מסובך. "צוותי הרובוטים התחילו בכניסה אחת, וזה באמת כל המידע שהיה להם על כל המכרה", הסביר. "אלה לא היו ידועים להם. לא סיפקנו להם מידע קודם או מפות".

הקבוצה הזוכה בהזדמנות זו הייתה Team Explorer, שיתוף פעולה בין קרנגי מלון ואוניברסיטת אורגון סטייט. הרובוטים של הצוות הצליחו לחשוף 25 מתוך 40 חפצים בתנאים קשים כולל הרבה מים ובוץ. Team Explorer עיצב ובנה שני כלי רכב קרקעיים ושני מל"טים שנוצרו במיוחד כדי לפעול במכרות. קבוצה נוספת שהצליחה היטב הייתה Team CoSTAR, צוות מעצמה שהורכב ממעבדת ההנעה הסילון של נאס"א, MIT, Caltech ועוד. בסופו של דבר, הרובוטים של CoSTAR הצליחו לחשוף 11 מתוך 40 החפצים: לא בדיוק סוויפ נקי, אבל גם מראה לא רע.

זה רחוק מסיום התחרות. בפברואר 2020, ה-SubT Challenge הבא יתקיים במה שנקרא Urban Circuit. "אתם יכולים לדמיין שזה משהו מתחנת מעבר מסוג מטרו לתשתיות כמו ניקוז סערה או ביוב", אמר צ'ונג. "אלו כל סוגי הסביבות שהן סביבה עירונית תת-קרקעית שבה עלול להתרחש מצב חירום." (המעגל העירוני הזה הוא מה DARPA פרסם לאחרונה ציוץ עבור, בקשת גישה ל"סביבה תת-קרקעית מעשה ידי אדם המשתרעת על פני מספר גושי עיר" הכוללת "מתווה מורכבת וקומות מרובות, כולל אטריומים, מנהרות וחדרי מדרגות").

לאחר מכן יהיה מעגל מערות באוגוסט 2020, שבו הרובוטים המשתתפים צריכים להתמודד עם אי-החיזוי של סביבות תת-קרקעיות טבעיות. התחרות אמורה להסתיים באוגוסט 2021, עם "אירוע סופי" המשלב את כל שלושת התת-דומיינים במסלול ענק אחד. לאחר מכן יוענק לזוכה כספי הפרסים בסך 2 מיליון דולר.

"אחד החלקים המהנים באתגר SubT הוא העובדה שפתרון אחד עובד טוב במעגל אחד, לא אומר בהכרח שהוא יצליח במעגלים עתידיים", אמר צ'ונג. "זה בגלל שהמגוון של הסביבות מאפשר פתרונות שונים לגמרי. לדוגמה, במעגל האורבני, אנו יכולים לצפות הרבה יותר אנכיות, שבה רק להיות רובוט קרקע אולי לא יספיק. במעגל המערות, [בינתיים], יהיו הרבה אי סדרים בגלל היצירתיות של אמא טבע".

זה נשמע כיף? אתה מהמר! האם זה אתגר טכני עצום שצריך להתגבר עליו? בהחלט! אבל האם המחקר היקר שיצא מהפרויקט הזה יכול לשמש יום אחד כדי להציל חיים של אנשים? על זה כולם בונים.

המלצות עורכים

• הכירו את ה-Xenobots: מכונות חיות, ביולוגיות שיכולות לחולל מהפכה ברובוטיקה
• טוב ב-StarCraft? DARPA רוצה לאמן רובוטים צבאיים עם גלי המוח שלך
• נאס"א רוצה את עזרתכם בפיתוח רובוטים אוטונומיים כדי לחקור עולמות אחרים
• קריסת 'רובוט' יכולה לחסוך לך מקום חניה ביום שישי השחור
• מוקסי הרובוט ה'ידידותי' של בית החולים רוצה לעזור לאחיות, לא להחליף אותן