DARPA siunčia robotus po žeme, kad išmokytų juos gelbėti gyvybes

Pabundi po žeme. Esate dehidratuotas, jūsų galva tvinkčioja, o kaktoje yra gilus įdubimas, kuris smarkiai kraujuoja. Galbūt jūs įstrigote urvų sistemoje, įstrigote siaurame tunelyje, rankos šalia. Galbūt esate įspraustas į lietaus kanalizaciją, kuri pamažu prisipildo vandens. Arba gali būti, kad tai kasyklos šachta, kurioje dingo elektra, o tai nugrimzdo į siaubingą tamsą. Tada kažką girdi. Tai tik silpna, bet jūs žinote, ką tai reiškia: pagalba yra pakeliui. Tik tai ne iš žmonių gelbėjimo komandos. Iš tolumoje sklindančių garsų atrodo, kad paieškos ir gelbėjimo komanda siunčia robotus. Iš karto jūsų palengvėjimo jausmas pasikeičia nerimo jausmu. Laikui bėgant ir galbūt tik vienai galimybei tai padaryti, meldžiatės, kad jų pasirinktas robotas atliktų savo darbą.

Tikėkimės, kad šis košmaras scenarijaus niekada jūsų neištiks. Tačiau DARPA, Jungtinių Valstijų gynybos pažangių tyrimų projektų agentūra, desperatiškai bando išsiaiškinti atsakymą. Ir jie turi 2 milijonus dolerių tiems, kurie gali jiems padėti.

Siekdama išsiaiškinti, kaip turėtų atrodyti tobulas požeminis gelbėjimo robotas, DARPA surengė konkursą, naujausią savo Grand Challenges serijoje. Vadinamas Požeminis (arba „SubT“) iššūkis, šio konkurso, kuris vyksta iki 2021 m., tikslas – atskleisti geriausius robotų pasaulio gelbėjimo robotus. Konkurse gali dalyvauti visi – nuo ​​žinomų robotikos tyrinėtojų iki DARPA projektų vadovo dr. Viskas, ko jums reikia norint gauti septynių skaitmenų prizą, yra sukurti robotą, galintį sudaryti žemėlapį, naršykite ir ieškokite įvairiose sudėtingose ​​požeminėse aplinkose, kai atliekate svarbias kovines operacijas arba reaguojate į nelaimes scenarijai. Be to, nėra fiksuotų gairių, kaip šie robotai turėtų atrodyti.

Kvietimas stojantiesiems sukėlė didžiulį susidomėjimą ir įrašus. Tai svyruoja nuo vaikštančių keturkojų robotų, tokių kaip keturkojis ANYmal robotas „Digital Trends“ išsamiai aptarė skraidančius robotus, kurie naudoja „lidar“ – lazerio technologiją, padedančią savarankiškai važiuojantiems automobiliams „matyti“. Neseniai 11 geriausių tarptautinių robotikos komandų kūriniai pateko į pogrindį, kad būtų išbandyti sunkiausioje aplinkos.

Didelių problemų sprendimas

Organizacijai, kurios pavadinimas primena šešėlinės vyriausybės paslapties vaizdus, ​​DARPA didieji iššūkiai yra stebėtinai vieši. Ir būtent tai yra esmė. Nuo 2004 m. DARPA kasmet rengia panašius konkursus, siekdama suteikti kūrėjams ir pinigine, ir įkvėpimo linkme, kuria jie tikisi, kad technologijos vystysis in. Siūlomi prizai iš esmės yra rėmimo pasiūlymai už didelius pelningus mokslinius tyrimus, mažinančius atotrūkį tarp fundamentinių tyrimų ir galimų karinių pritaikymų priemonių.

Didieji iššūkiai gali pasirodyti beprotiški; panašiai kaip DARPA darbas su kitomis keistųjų tyrimų temomis, pvz savarankiškai besikreipiančios kulkos ir kiborgai vabzdžių šnipai. Tačiau jie dažnai atrodo tik tokie, nes jų tyrinėjama sritis yra tokia nauja. Pavyzdžiui, 2004 m. DARPA pažadėjo 1 milijono dolerių prizą kiekvienam, kuris sugebės sukurti automobilį, kuris pats galėtų nuvažiuoti 142 mylių maršrutu per Mohave dykumą. „Laimėjusi“ komanda per kelias valandas įveikė mažiau nei aštuonias mylias, kol užsiliepsnojo ir sustojo. Tais pačiais metais MIT ir Harvardo ekonomistai Frankas Levy ir Richardas Murnane'as kaip pavyzdį naudojo savarankiškai važiuojančius automobilius užduotį, kurios mašinos greičiausiai niekada neįveiktų dėl savo sudėtingumo. Po pusantro dešimtmečio mes žinome kitaip. DARPA Didysis iššūkis padėjo sukurti viziją autonominės transporto priemonės, kuri dabar duoda vaisių.

„Vienas iš dalykų, kuriuo DARPA visada domisi, yra bandymas nustatyti proveržio naujoves“, – paaiškino Chungas. „Kartais tai įvyksta už tradicinių būdų, todėl turime ieškoti [būdų, kaip atverti] angą, kur tos naujovės gali atsirasti. Šie didieji iššūkiai yra tikrai fantastiški, nes gali iškelti labai drąsią problemą ir atverti ją pasauliui. Tai būdas sukurti jaudulį [ir taip pat įkvėpti] tuos, kurie tradiciškai neišeina pateikti [galimų sprendimų].

„SubT Challenge“ skamba taip pat įžūliai. Šiuo metu mintis išsiųsti robotą į nelaimės zoną, o ne kūnu ir krauju pagamintą pirmąjį gelbėtoją, gali atrodyti mažai tikėtina. Neteko matyti, kiek kartų robotikos tyrinėtojai apibūdinkite „paieškos ir gelbėjimo“ programas kaip galutinį pateisinimą ribą stumiantiems tyrimams, neturintiems tiesioginio pritaikymo.

Tačiau yra rimta priežastis manyti, kad robotai gali būti naudojami tokiu būdu. Pastaraisiais metais a lazeriu šaudantis gyvates robotas buvo panaudota siekiant padėti uždaryti atominę elektrinę Europoje, JAV kariuomenė siekė 3000 mūšio lauke paruoštų skorpionų robotų dėl bombų sunaikinimo, buvo iškviesti dronai ir robotas, vadinamas Colossus padėti kovoti su didžiuliu gaisru Paryžiaus Dievo Motinos katedroje. Visais šiais atvejais pirmasis veiksmas buvo robotai. Tiek, kiek žmonės jaudinasi mašinos, vagiančios žmonių darbus, kiekvienas iš jų reiškia situaciją, kai žmonės rizikuoja savo saugumu ar net gyvybe, patekdami į pavojingus scenarijus.

„Mes nenorime siųsti robotų vien dėl roboto“, - sakė Chungas. „Atvirkščiai, yra informacijos, kurią jie gali pateikti ir rinkti, nekeldami pavojaus žmonėms. Čia jis mato, kad „SubT Challenge“ tikrai prisideda.

„Iš esmės esame suinteresuoti padėti tose situacijose, kuriose, jei yra koks nors būdas, galime sumažinti žmonių rizika šioje pavojingoje aplinkoje, reikia prisidėti“, – jis tęsė. „Paieškos ir gelbėjimo scenarijuose, net jei tai tiesiog neleidžia žmonėms patekti, kol yra informacijos, kurią reikia kaupti, [robotai gali būti išsiųstas], kad būtų sukurtas pirmasis žvilgsnis: kur yra pavojų, kur yra gryno oro kišenių, kur yra struktūrinių nestabilumas. Visa ši informacija padeda žmonėms reaguoti efektyviau.

Einant po žeme

„SubT Challenge“ ką tik baigė savo pirmąjį etapą. Rugpjūčio mėnesį keturių dienų ruožas neveikiančioje kasyklų sistemoje Pitsburge, Pensilvanijoje, DARPA sukūrė imituojamą nelaimės scenarijų, kad robotai įžengtų į priekį. Chungas tai apibūdino kaip „įžūlią požeminę šiukšlių medžioklę“, kurios metu robotai turėjo keliauti per didelę minų sistemą, apgyvendintą tokių objektų kaip šiluminės manekenės, reprezentuojančios išgyvenusius. Dalyvavo 20 nepilotuojamų orlaivių, 64 antžeminiai robotai ir vienas autonominis skraidantis robotas, vadinamas Duckiefloat.

„Idėja yra ta, kad robotų komandos turi pereiti, įveikti, kartais nustatyti naujus kelius, kad galėtų eiti ir rasti tuos artefaktus“, - sakė jis. „Už kiekvieną rastą artefaktą jie gauna tašką. Komandos, surinkusios daugiausiai taškų per skirtą laiką, yra konkurso nugalėtojos.

Tai buvo sudėtingas iššūkis. „Robotų komandos startavo prie vieno įėjimo, ir tai tikrai visa informacija, kurią jie turėjo apie visą kasyklą“, – paaiškino jis. „Tai jiems buvo nežinoma. Mes jiems nepateikėme jokios išankstinės informacijos ar žemėlapių.

Šią progą laimėjusi grupė buvo „Team Explorer“, bendradarbiaujanti tarp Carnegie Mellon ir Oregono valstijos universiteto. Komandos robotai atšiauriomis sąlygomis, įskaitant daug vandens ir purvo, sugebėjo atskleisti 25 iš 40 artefaktų. Team Explorer sukūrė ir pastatė dvi antžemines transporto priemones ir du dronus, specialiai sukurtus veikti kasyklose. Kita gerai pasirodžiusi grupė buvo Team CoSTAR, galinga įgula, kurią sudarė NASA Reaktyvinio varymo laboratorija, MIT, Caltech ir daugelis kitų. Galų gale CoSTAR robotai sugebėjo atskleisti 11 iš 40 artefaktų: ne visai švariai, bet ir neblogai.

Tai toli gražu ne konkurso pabaiga. 2020 m. vasario mėn. kitas „SubT Challenge“ vyks vadinamojoje miesto trasoje. „Galite įsivaizduoti, kad tai yra bet kas – nuo ​​metro tipo tranzito stoties iki infrastruktūros, pavyzdžiui, lietaus nuotakyno ar kanalizacijos“, – sakė Chungas. "Tai visų tipų aplinka, kuri yra požeminė miesto aplinka, kurioje gali įvykti avarija." (Ši miesto grandinė yra tai, ką DARPA neseniai paskelbė tviterį, kuriame prašoma prieigos prie „žmonių sukurtos požeminės aplinkos, apimančios kelis miesto kvartalus“, kuri apima „sudėtingą išdėstymą ir daugybę aukštų, įskaitant atriumus, tunelius ir laiptus“.)

Po to 2020 m. rugpjūčio mėn. vyks urvų grandinė, kurioje dalyvaujantys robotai turės kovoti su natūralios požeminės aplinkos nenuspėjamumu. Varžybos turėtų baigtis 2021 m. rugpjūčio mėn. „Galutinis įvykis“, apimantis visus tris subdomenus į vieną milžinišką takelį. Tada nugalėtojui bus įteiktas 2 milijonų dolerių piniginis prizas.

„Viena smagiausių SubT Challenge dalių yra tai, kad vienas sprendimas gerai veikia vienoje grandinėje, tai nebūtinai reiškia, kad jis bus geras ir būsimose grandinėse“, – sakė Chungas. „Taip yra todėl, kad dėl aplinkos įvairovės galima priimti gana skirtingus sprendimus. Pavyzdžiui, miesto trasoje galime numatyti daug daugiau vertikalumo, kur gali nepakakti vien būti žemės robotu. Urvų grandinėje [tuo tarpu] bus daug nelygumų dėl motinos gamtos kūrybiškumo.

Ar tai skamba smagiai? Jūs lažinate! Ar tai didžiulis techninis iššūkis, kurį reikia įveikti? absoliučiai! Tačiau ar vieną dieną šio projekto metu gauti vertingi tyrimai gali būti panaudoti žmonių gyvybėms išgelbėti? Tuo visi tikisi.

Redaktorių rekomendacijos

• Susipažinkite su ksenobotais: gyvomis, biologinėmis mašinomis, kurios gali pakeisti robotiką
• Ar gerai „StarCraft“? DARPA nori treniruoti karinius robotus jūsų smegenų bangomis
• NASA nori jūsų pagalbos kuriant autonominius robotus, kurie tyrinėtų kitus pasaulius
• Sugriuvęs „robotas“ gali sutaupyti vietos automobilių stovėjimo aikštelėje juodąjį penktadienį
• „Draugiškas“ ligoninės robotas Moxi nori padėti slaugytojams, o ne jas pakeisti