Управление перспективных исследовательских проектов Пентагона провело первый этап соревнования военных роботов DARPA Robotics Challenge. В конкурсе участвовали 16 команд — их роботы соревновались в умении водить автомобили, открывать двери, передвигаться по пересеченной местности, прорубаться сквозь стены и в определенной последовательности закрывать клапаны на трубопроводах. В финал прошли лишь восемь участников, они и получат государственное финансирование. Остальные роботы также смогут побороться за главный приз, но уже за свой счет. NNN предлагает посмотреть на финалистов военного конкурса.

Битва дроидов

Программа DARPA Robotics Challenge (DRC) проводится в рамках стратегического плана министерства обороны США по содействию гражданским службам в ликвидации последствий стихийных бедствий, эвакуации населения и решении различных гуманитарных задач.

Прежде всего речь идет о работе в особых условиях, в которых человек может провести лишь ограниченное время или не может находиться вовсе (например, при авариях на ядерных, нефтяных и горнодобывающих объектах). Объявляя о проекте в начале 2013 года, Управление перспективных исследовательских проектов Пентагона (DARPA) приводило в качестве примеров задач для роботов аварию на японской атомной электростанции «Фукусима-1» и утечку нефти на скважине Deepwater Horizon в Мексиканском заливе.

Перспективному роботу не обязательно быть антропоморфным и автономным, но он должен свободно передвигаться по неровной поверхности и обломкам, использовать обычный и электрический инструмент, управлять транспортными средствами, перемещать небольшие грузы. Дистанционно управляемый робот должен обладать определенной степенью автономности на случай помех и обрывов связи. Кроме того, машина должна быть достаточно самостоятельной, чтобы с ней мог справиться в том числе неквалифицированный человек.

Первые испытания роботов проводились 20–21 декабря 2013 года, а финал конкурса состоится не раньше декабря 2014-го.

На первом этапе испытаний роботы получили восемь заданий, за выполнение каждого из них начислялось определенное количество очков. Максимум, который можно было набрать, выполнив все задания на «отлично», составлял 32 балла. Роботы должны были провести автомобиль по определенному маршруту, пройти по пересеченной местности и грудам кирпичей, расчистить дверной проем от завала, подняться по металлической лестнице, размотать и подключить пожарный шланг, открыть три разных типа дверей, при помощи инструмента прорубиться через гипсокартонную стену и, наконец, в определенной последовательности закрыть клапаны тестового трубопровода.

Участие в соревнованиях приняли 16 команд. В число восьми финалистов вошли

• SCHAFT (японская компания Schaft Inc.),
• IHMC Robotics (Институт человеческого и машинного восприятия Флориды),
• Tartan Rescue (Университет Карнеги-Меллон и Национальный инженерный центр робототехники),
• MIT (Массачусетский технологический институт),
• RoboSimian (Лаборатория реактивного движения NASA),
• TRACLabs (американская компания TRACLabs Inc.),
• WRECS (британский Политехнический институт Уорчестера) и
• Trooper (Лаборатория передовых технологий американской компании Lockheed Martin).

Кроме них в конкурсе также участвовали команды THOR (Лаборатория инженерных наук, робототехники и механизмов Технологического колледжа Вирджинии), KAIST (американская компания Rainbow), ViGIR (американская компания TORC Robotics), HKU (Университет Гонконга), DRC-Hubo (Университет Дрексела во Флориде), Chiron (американская Kairos Autonomi), Mojavaton (одноименная американская компания) и Valkyrie (Лаборатория реактивного движения NASA). К слову, Valkyrie, представившая футуристичного робота-андроида с массой сенсоров и степеней свободы, не заработала на соревнованиях ни одного очка. Таких же результатов «добились» Mojavaton и Chiron.

S-One

Японская компания Schaft Inc., принадлежащая Google, представила на конкурс робота SCHAFT, который участвовал в соревнованиях под именем S-One. Масса этого робота составляет 95 килограммов при высоте 1,48 метра и ширине с разведенными в стороны руками 1,31 метра. Аппарат управляется дистанционно. Он оснащен двумя ногами и двумя руками, но лишен головы. В корпусе робота расположены различные сенсоры, система управления устойчивостью, сервомоторы и вычислительная аппаратура. В первом этапе соревнований DRC S-One набрал 27 очков, идеально справившись с подключением шланга, перемещением по пересеченной местности, подъемом по лестнице и расчисткой завала.

Atlas-Ian

Команда IHMC Robotics взяла за основу робота Atlas, разрабатываемого американской компанией Boston Dynamics (с середины декабря 2013 года также принадлежит Google). Этот аппарат, на соревнованиях получивший название Atlas-Ian, тоже создан по человекоподобной схеме: он оснащен двумя ногами, двумя руками и головой, в которую встроены стереосенсоры и лазерный дальномер. По данным Boston Dynamics, этот робот обладает 28 степенями свободы.

За движение конечностей отвечает гидравлическая система. Как и S-One, Atlas-Ian не имеет бортового источника питания; электроэнергией он снабжается по кабелю.

Высота робота составляет 1,8 метра, масса ─ 150 килограммов. В перспективе Atlas-Ian получит автономную систему электроснабжения и более совершенную систему устойчивости (в частности, робот уже может сохранять равновесие после толчка, а также стоять на одной ноге). На первом этапе DRC команда IHMC Robotics набрала 20 очков. Atlas-Ian идеально справился с открыванием дверей и прорубил гипсокартонную стенку.

CHIMP

Сборная команда Tartan Rescue создала робота CHIMP, высота его составляет 1,6 метра, масса ─ 181 килограмм. Этот аппарат оснащен четырьмя необычными конечностями: на «стопах» и «локтях» робота установлены гусеницы с резиновым покрытием, которые позволяют ему увереннее передвигаться по пересеченной местности. Кроме того, конечности робота-андроида снабжены специальными крюками для «хватания» за перекладины лестниц, а на руках установлены по три пальца, при помощи которых он может вращать руль автомобиля и использовать инструмент.

Программное обеспечение CHIMP способно создавать трехмерную модель окружающего пространства. В конкурсе этот робот набрал 18 очков ─ он не смог набрать максимума ни в одном из заданий.

Helios

Команда MIT также взяла за основу робота Atlas компании Boston Dynamics, на соревнованиях он был представлен под названием Helios. Следует отметить, что поучаствовать в DRC могла любая компания: команды, неспособные построить робота самостоятельно, могли взять за основу одного из уже существующих и написать для него собственное программное обеспечение. MIT в разработке ПО для Helios сделала упор на восприятии, связи, интерфейсе ПО управления и планировании задач. На соревнованиях Helios получил 16 очков, посредственно справившись со всеми заданиями.

RoboSimian

Представленный командой RoboSimian одноименный робот внешне на человека совсем не похож, хотя и имеет четыре подвижные конечности. Для передвижения в большинстве случаев аппарату требуются все четыре конечности, но стоять может и на двух ─ тогда его высота составляет 1,64 метра. Робот оснащен собственным источником питания, с учетом которого масса аппарата составляет 108 килограммов. RoboSimian оснащен четырьмя сегментированными конечностями, на концах которых установлены манипуляторы. Эти манипуляторы, снабженные «пальцами», способны захватывать обычные строительные инструменты. На DRC робот заработал 14 очков.

Atlas, Warner и Atlas

Команда TRACLabs, активно сотрудничающая с NASA в области программного обеспечения, в качестве базовой платформы для своего робота также использовала Atlas. Подробности о своих программах для него эта компания не раскрывает. По официальным данным, «прошивка» TRACLabs для Atlas «заточена» под решение всех восьми задач, с которыми должны были справиться роботы на DRC. Любопытно, что фирма даже не потрудилась дать своему аппарату новое имя — в конкурсе он участвовал под родным Atlas. Более того, команда оказалась настолько скрытной, что даже не дала вообще никакого описания для своей странички на DARPA Robotics Challenge. По итогам соревнований TRACLabs получила 11 очков.

Команда WRECS также участвовала в первом этапе соревнования DRC в качестве разработчика программного обеспечения. Прототипом для обработки ПО она тоже взяла Atlas, назвав его Warner. Собственно, по условиям соревнования, этот робот Boston Dynamics предоставлялся всем разработчикам программного обеспечения в качестве единой платформы, если только они не хотели использовать какой-либо другой аппарат. Любопытно, что WRECS при создании ПО сотрудничала с Университетом Карнеги-Меллон, который принимал участие в DRC в составе команды Tartan Rescue. На соревнованиях WRECS получила 11 очков, причем Warner отлично справился с управлением автомобилем.

Atlas послужил основой и для изысканий команды Trooper, но написанием ПО для него она не ограничилась. Инженеры Lockheed Martin внесли некоторые незначительные изменения в конструкцию робота. Команда получила на соревнованиях 9 очков.

Теперь в течение ближайших 12–18 месяцев финалисты DRC будут дорабатывать своих роботов, после чего DARPA проведет последний тур соревнований. Отобранные восемь команд сразятся за приз в два миллиона долларов и участие в серийном производстве роботов для Пентагона.

Строить прогнозы на финал пока рано — за полтора года финалисты могут исправить допущенные ошибки и представить существенно доработанные аппараты. Кроме того, в финале могут принять участие и команды, выбывшие из соревнований, — правда, уже за собственный счет.

Автор: Василий Сычев.