DARPA กำลังส่งหุ่นยนต์ลงใต้ดินเพื่อสอนพวกเขาให้ช่วยชีวิต

คุณตื่นขึ้นมาใต้ดิน คุณขาดน้ำ ศีรษะสั่น และมีรอยบากลึกบนหน้าผากซึ่งมีเลือดออกหนัก บางทีคุณอาจติดอยู่ในระบบถ้ำ ติดอยู่ในอุโมงค์แคบ ๆ โดยมีแขนอยู่เคียงข้างคุณ บางทีคุณอาจติดอยู่ในท่อระบายน้ำพายุที่ค่อยๆ เต็มไปด้วยน้ำ หรืออาจเป็นปล่องเหมืองที่ไฟฟ้าดับลง ทำให้คุณจมดิ่งลงสู่ความมืดมิดอันน่าสะพรึงกลัว จากนั้นคุณจะได้ยินอะไรบางอย่าง ถึงแม้จะเป็นเพียงแสงจางๆ แต่คุณก็รู้ว่ามันหมายถึงอะไร ความช่วยเหลือกำลังมา เพียงแต่มันไม่ได้มาจากทีมช่วยเหลือมนุษย์ จากเสียงที่ดังกึกก้องมาแต่ไกล ดูเหมือนว่าทีมค้นหาและกู้ภัยกำลังส่งหุ่นยนต์เข้ามา ความรู้สึกโล่งใจของคุณจะทำให้คุณรู้สึกกังวลใจทันที เมื่อเวลาหมดลง และอาจมีเพียงโอกาสเดียวเท่านั้นที่จะทำสิ่งนี้ให้ถูกต้อง คุณอธิษฐานว่าหุ่นยนต์ที่พวกเขาเลือกนั้นขึ้นอยู่กับงาน

ฝันร้ายของสถานการณ์นี้เป็นสิ่งหนึ่งที่หวังว่าจะไม่เกิดขึ้นกับคุณ แต่เป็นสิ่งหนึ่งที่ DARPA ซึ่งเป็นหน่วยงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหมของสหรัฐอเมริกา กำลังพยายามอย่างยิ่งที่จะหาคำตอบ และพวกเขาจัดสรรเงินไว้ 2 ล้านดอลลาร์สำหรับใครก็ตามที่สามารถช่วยเหลือพวกเขาได้

เพื่อดูว่าหุ่นยนต์กู้ภัยใต้ดินที่สมบูรณ์แบบควรมีลักษณะอย่างไร DARPA จึงจัดการแข่งขัน ซึ่งเป็นรายการล่าสุดของ Grand Challenges เรียกว่า การท้าทายใต้ดิน (หรือ "SubT")การประกวดนี้ซึ่งจะดำเนินไปจนถึงปี 2021 มีเป้าหมายเพื่อเปิดเผยสิ่งที่ดีที่สุดที่โลกหุ่นยนต์มีให้ในการช่วยเหลือบอท การแข่งขันเปิดให้ทุกคนตั้งแต่นักวิจัยด้านหุ่นยนต์ที่มีชื่อเสียงไปจนถึงสิ่งที่ผู้จัดการโครงการ DARPA ดร. Timothy Chung เรียกว่าเป็น "นักซ่อมแซม" ที่ได้รับทุนด้วยตนเองจากทั่วโลก สิ่งที่คุณต้องมีเพื่อคว้ารางวัลเจ็ดหลักคือการสร้างหุ่นยนต์ที่สามารถทำแผนที่ได้ นำทางและค้นหาสภาพแวดล้อมใต้ดินที่ซับซ้อนที่หลากหลายในระหว่างการปฏิบัติการรบที่ต้องคำนึงถึงเวลาหรือการตอบสนองต่อภัยพิบัติ สถานการณ์ ยิ่งไปกว่านั้น ยังไม่มีแนวทางตายตัวว่าหุ่นยนต์เหล่านี้ควรมีลักษณะอย่างไร

การเชิญชวนผู้เข้าแข่งขันส่งผลให้เกิดความสนใจและการเข้าร่วมจำนวนมาก มีตั้งแต่หุ่นยนต์สี่ขาเดินได้เช่น หุ่นยนต์ ANYmal สี่ขา Digital Trends ครอบคลุมตั้งแต่หุ่นยนต์บินได้ที่ใช้ LIDAR ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเลเซอร์สะท้อนกลับที่ช่วยให้รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง "มองเห็น" เมื่อเร็วๆ นี้ ผลงานสร้างสรรค์ของทีมหุ่นยนต์ระดับนานาชาติชั้นนำ 11 ทีมได้ลงสู่ใต้ดินเพื่อทดสอบในความท้าทายที่สุดของ สภาพแวดล้อม

การแก้ปัญหาใหญ่

สำหรับองค์กรที่มีชื่อชวนให้นึกถึงภาพความลับของรัฐบาล การท้าทายที่ยิ่งใหญ่ของ DARPA เป็นที่เปิดเผยต่อสาธารณะอย่างน่าประหลาดใจ และนั่นคือประเด็นที่แท้จริง ตั้งแต่ปี 2004 DARPA ได้จัดการแข่งขันที่คล้ายกันทุกปี โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ผู้สร้างได้รอบด้าน สะกิดโลกทั้งในด้านการเงินและแรงบันดาลใจ ไปในทิศทางที่พวกเขาหวังว่าเทคโนโลยีจะพัฒนาขึ้น ใน. โดยพื้นฐานแล้วรางวัลที่นำเสนอคือข้อตกลงการสนับสนุนสำหรับการวิจัยที่ให้ผลตอบแทนสูง โดยเชื่อมการแบ่งแยกระหว่างการวิจัยขั้นพื้นฐานและเครื่องมือสำหรับการใช้งานทางทหารที่มีศักยภาพ

ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่อาจดูไร้สาระ เหมือนกับงานของ DARPA ในหัวข้อการวิจัยเรื่องแปลกอื่นๆ เช่น กระสุนนำทางตัวเองและสายลับแมลงไซบอร์ก. แต่มักจะดูเหมือนเป็นเช่นนั้นเพราะพื้นที่ที่พวกเขากำลังสำรวจนั้นใหม่มาก ตัวอย่างเช่น ในปี 2004 DARPA สัญญาว่าจะมอบรางวัล 1 ล้านดอลลาร์สำหรับทุกคนที่สามารถสร้างรถยนต์ที่สามารถขับเคลื่อนตัวเองในเส้นทาง 142 ไมล์ผ่านทะเลทรายโมฮาวี ทีมที่ "ชนะ" เดินทางได้ไม่ถึง 8 ไมล์ในเวลาหลายชั่วโมงก่อนที่จะเกิดเพลิงไหม้และตัวสั่นจนหยุดชะงัก ในปีเดียวกันนั้นเอง Frank Levy และ Richard Murnane นักเศรษฐศาสตร์จาก MIT และ Harvard ใช้รถยนต์ไร้คนขับเป็นตัวอย่าง ของงานที่เครื่องจักรไม่น่าจะเชี่ยวชาญได้เนื่องจากความซับซ้อน ทศวรรษครึ่งต่อมา เรารู้แตกต่างออกไป Grand Challenge ของ DARPA ช่วยวางวิสัยทัศน์ ยานพาหนะที่เป็นอิสระซึ่งบัดนี้ก็บังเกิดผลแล้ว

“สิ่งหนึ่งที่ DARPA สนใจอยู่เสมอคือการพยายามระบุนวัตกรรมที่ก้าวล้ำ” Chung อธิบาย “บางครั้งสิ่งนี้เกิดขึ้นนอกเส้นทางแบบเดิมๆ และเราจำเป็นต้องมองหา [วิธีในการเปิด] ช่องทางที่นวัตกรรมเหล่านั้นสามารถเกิดขึ้นได้ ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่เหล่านี้ยอดเยี่ยมมากสำหรับการสามารถก่อให้เกิดปัญหาที่กล้าได้กล้าเสียและเปิดมันสู่โลกกว้าง มันเป็นวิธีการทั้งสร้างความตื่นเต้น [และยังสร้างแรงบันดาลใจ] ผู้ที่อาจไม่ออกมาเสนอ [แนวทางแก้ไขที่เป็นไปได้] แบบดั้งเดิม”

SubT Challenge ฟังดูกล้าหาญเหมือนกัน ในตอนนี้ ความคิดที่จะส่งหุ่นยนต์ไปยังเขตภัยพิบัติ แทนการตอบโต้เบื้องต้นด้วยเลือดเนื้อ อาจทำให้คุณคิดไม่ถึง ฉันลืมจำนวนครั้งที่นักวิจัยด้านหุ่นยนต์ไปแล้ว อธิบายการใช้งาน "ค้นหาและกู้ภัย" เป็นเหตุผลสุดท้ายสำหรับการวิจัยที่ก้าวข้ามขอบเขตโดยไม่มีการนำไปใช้ในทันที

แต่มีเหตุผลที่ดีที่จะเชื่อได้ว่าหุ่นยนต์สามารถใช้ในลักษณะนี้ได้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หุ่นยนต์งูยิงเลเซอร์ ได้ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยรื้อถอนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งหนึ่งในยุโรป กองทัพสหรัฐฯ ได้สืบหามา หุ่นยนต์แมงป่องพร้อมสนามรบ 3,000 ตัว เพื่อกำจัดระเบิด และมีการเรียกโดรนและหุ่นยนต์ชื่อ Colossus เข้ามาให้บริการ ช่วยต่อสู้กับเปลวเพลิงครั้งใหญ่ ที่มหาวิหารน็อทร์-ดามในกรุงปารีส ในกรณีทั้งหมดเหล่านี้ หุ่นยนต์เป็นแนวทางแรกในการดำเนินการ ตราบเท่าที่ผู้คนกังวลใจ เครื่องจักรขโมยงานของมนุษย์แต่ละสิ่งเหล่านี้แสดงถึงสถานการณ์ที่มนุษย์เสี่ยงต่อความปลอดภัยหรือแม้แต่ชีวิตโดยการเข้าสู่สถานการณ์ที่อันตราย

“เราไม่ต้องการส่งหุ่นยนต์เข้ามาเพียงเพื่อประโยชน์ของหุ่นยนต์” ชุงกล่าว “แต่มีข้อมูลที่พวกเขาสามารถจัดหาและรวบรวมได้โดยที่มนุษย์ไม่ต้องตกอยู่ในความเสี่ยง” นี่คือจุดที่เขาเห็นว่า SubT Challenge มีส่วนช่วยจริงๆ

“โดยพื้นฐานแล้วเราสนใจที่จะช่วยเหลือในสถานการณ์เหล่านั้น ซึ่งหากมีวิธีใดที่เราสามารถลดได้ การทำให้ผู้คนตกอยู่ในความเสี่ยงในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายเหล่านี้ จะต้องมีส่วนร่วม” เขากล่าว อย่างต่อเนื่อง “ในสถานการณ์การค้นหาและกู้ภัย แม้ว่าจะเป็นเพียงการป้องกันผู้คนในขณะที่มีข้อมูลที่จำเป็นต้องสะสม [หุ่นยนต์สามารถ ถูกส่งเข้ามา] เพื่อสร้างรูปลักษณ์แรกนั้น: ที่ที่มีอันตราย ที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ ที่ที่มีโครงสร้าง ความไม่มั่นคง ข้อมูลทั้งหมดดังกล่าวช่วยให้ผู้เผชิญเหตุที่เป็นมนุษย์สามารถตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น”

กำลังไปใต้ดิน

SubT Challenge เพิ่งเสร็จสิ้นช่วงแรก เกิดขึ้นตลอดระยะเวลาสี่วันในเดือนสิงหาคมในระบบเหมืองที่เลิกใช้งานแล้วในเมืองพิตต์สเบิร์ก รัฐเพนซิลวาเนีย DARPA ได้สร้างสถานการณ์จำลองภัยพิบัติขึ้นเพื่อให้หุ่นยนต์ที่เข้ามาเคลื่อนไหว Chung อธิบายว่ามันเป็น “การล่าสมบัติใต้ดินที่กล้าหาญ” โดยหุ่นยนต์จะต้องเดินทางผ่านระบบเหมืองขนาดใหญ่ ซึ่งมีวัตถุต่างๆ อยู่มากมาย เช่น หุ่นจำลองความร้อนที่เป็นตัวแทนของผู้รอดชีวิต หุ่นยนต์ที่เข้าร่วมประกอบด้วยยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ 20 ลำ หุ่นยนต์ภาคพื้นดิน 64 ลำ และหุ่นยนต์เรือเหาะอัตโนมัติ 1 ตัวที่เรียกว่า Duckiefloat

“แนวคิดก็คือทีมหุ่นยนต์จะต้องสำรวจ เอาชนะ และบางครั้งก็ระบุเส้นทางใหม่ เพื่อไปค้นหาสิ่งประดิษฐ์เหล่านั้น” เขากล่าว “สำหรับสิ่งประดิษฐ์ทุกชิ้นที่พบ พวกมันจะได้คะแนน ทีมที่ทำคะแนนได้มากที่สุดภายในเวลาที่กำหนดจะเป็นผู้ชนะการแข่งขัน”

มันเป็นความท้าทายที่ยุ่งยาก “ทีมหุ่นยนต์เริ่มต้นที่ทางเข้าทางเดียว และนั่นคือข้อมูลทั้งหมดที่พวกเขามีเกี่ยวกับเหมืองทั้งหมด” เขาอธิบาย “สิ่งเหล่านี้ไม่รู้จักพวกเขา เราไม่ได้ให้ข้อมูลหรือแผนที่ล่วงหน้าแก่พวกเขา”

กลุ่มที่ชนะในโอกาสนี้คือ Team Explorer ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่าง Carnegie Mellon และ Oregon State University หุ่นยนต์ของทีมสามารถค้นพบสิ่งประดิษฐ์ 25 ชิ้นจาก 40 ชิ้นในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย รวมทั้งมีน้ำและโคลนปริมาณมาก Team Explorer ออกแบบและสร้างยานพาหนะภาคพื้นดิน 2 คันและโดรน 2 ลำที่สร้างขึ้นเพื่อใช้งานในเหมืองโดยเฉพาะ อีกกลุ่มที่ทำผลงานได้ดีคือทีม CoSTAR ซึ่งเป็นทีมงานอันทรงพลังที่ประกอบด้วย Jet Propulsion Laboratory, MIT, Caltech และอื่นๆ อีกมากมาย ในท้ายที่สุด หุ่นยนต์ของ CoSTAR ก็สามารถค้นพบสิ่งประดิษฐ์ 11 ชิ้นจากทั้งหมด 40 ชิ้น ซึ่งไม่ใช่การกวาดล้างที่สะอาดหมดจด แต่ก็ไม่ได้แสดงให้เห็นแย่เช่นกัน

นี่ยังห่างไกลจากจุดสิ้นสุดของการแข่งขัน ในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 SubT Challenge ครั้งต่อไปจะจัดขึ้นใน Urban Circuit “คุณสามารถจินตนาการได้เลยว่าเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่สถานีขนส่งประเภทรถไฟใต้ดินไปจนถึงโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ท่อระบายน้ำพายุหรือท่อระบายน้ำทิ้ง” ชุงกล่าว “สิ่งเหล่านี้คือสภาพแวดล้อมทุกประเภทที่เป็นสถานที่ในเมืองใต้ดินซึ่งอาจเกิดเหตุฉุกเฉินได้” (Urban Circuit นี้เป็นสิ่งที่ DARPA เพิ่งโพสต์ทวีตเพื่อโดยร้องขอการเข้าถึง "สภาพแวดล้อมใต้ดินที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งครอบคลุมช่วงตึกหลายช่วงตึก" ซึ่งรวมถึง "รูปแบบที่ซับซ้อนและเรื่องราวหลายชั้น รวมถึงห้องโถงใหญ่ อุโมงค์ และปล่องบันได")

หลังจากนั้นจะเป็น Cave Circuit ในเดือนสิงหาคม 2563 ซึ่งหุ่นยนต์ที่เข้าร่วมจะต้องต่อสู้กับสภาพแวดล้อมใต้ดินตามธรรมชาติที่คาดเดาไม่ได้ การแข่งขันมีกำหนดสิ้นสุดในเดือนสิงหาคม 2564 โดยมี "กิจกรรมสุดท้าย" ที่รวมโดเมนย่อยทั้งสามไว้ในแทร็กขนาดยักษ์เดียว ผู้ชนะจะได้รับรางวัลเงินรางวัล 2 ล้านเหรียญสหรัฐ

“ส่วนที่สนุกอย่างหนึ่งเกี่ยวกับ SubT Challenge ก็คือเพียงเพราะว่าโซลูชันหนึ่งทำงานได้ดีในวงจรเดียวไม่ได้หมายความว่าจะทำได้ดีในวงจรในอนาคต” Chung กล่าว “นั่นเป็นเพราะความหลากหลายของสภาพแวดล้อมทำให้เกิดโซลูชั่นที่แตกต่างกันออกไป ตัวอย่างเช่น ใน Urban Circuit เราสามารถคาดหวังความเป็นแนวตั้งได้มากขึ้น ซึ่งการเป็นหุ่นยนต์ภาคพื้นดินอาจไม่เพียงพอ ใน Cave Circuit [ขณะเดียวกัน] จะมีความผิดปกติมากมายเนื่องจากความคิดสร้างสรรค์ของธรรมชาติ”

มันฟังดูสนุกไหม? พนันได้เลย! มันเป็นความท้าทายทางเทคนิคครั้งใหญ่ที่ต้องเอาชนะหรือไม่? อย่างแน่นอน! แต่สักวันหนึ่งงานวิจัยอันทรงคุณค่าที่ออกมาจากโครงการนี้จะสามารถนำไปใช้ช่วยชีวิตผู้คนได้หรือไม่? นั่นคือสิ่งที่ทุกคนคาดหวัง

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• พบกับ Xenobots: เครื่องจักรชีวภาพที่มีชีวิตที่สามารถปฏิวัติหุ่นยนต์ได้
• เก่งสตาร์คราฟต์เหรอ? DARPA ต้องการฝึกหุ่นยนต์ทหารด้วยคลื่นสมองของคุณ
• NASA ต้องการความช่วยเหลือจากคุณในการพัฒนาหุ่นยนต์อัตโนมัติเพื่อสำรวจโลกอื่น
• 'หุ่นยนต์' ที่พังอาจช่วยคุณประหยัดพื้นที่จอดรถในวัน Black Friday
• Moxi หุ่นยนต์โรงพยาบาลที่ "เป็นมิตร" ต้องการช่วยเหลือพยาบาล ไม่ใช่แทนที่พวกเขา