Wyzwanie robotyki DARPA - DARPA Robotics Challenge

Oś czasu DARPA Robotics Challenge

DARPA Robotics Wyzwanie ( DRC ) był konkurs nagroda ufundowana przez US Defense Advanced Research Projects Agency . Odbywający się w latach 2012-2015 projekt miał na celu opracowanie półautonomicznych robotów naziemnych, które mogłyby wykonywać „złożone zadania w niebezpiecznych, zdegradowanych środowiskach stworzonych przez człowieka”. DRK podążyło za DARPA Grand Challenge i DARPA Urban Challenge . Rozpoczął się w październiku 2012 roku i miał trwać około 33 miesięcy z trzema konkursami: Virtual Robotics Challenge (VRC), które odbyło się w czerwcu 2013 roku; oraz dwa wyzwania sprzętowe na żywo, procesy w DRK w grudniu 2013 r. i finały w DRK w czerwcu 2015 r.

Oprócz pobudzania rozwoju robotów półautonomicznych, DRK starała się również uczynić oprogramowanie i rozwój systemów robotów bardziej dostępnymi po zakończeniu programu. W tym celu DRK sfinansowała adaptację symulatora robota GAZEBO przez Open Source Robotics Foundation (OSRF) do celów DRC oraz budowę sześciu robotów Boston Dynamics ATLAS, które zostały przekazane zespołom, które osiągnęły najlepsze wyniki w VRC.

Dr Gill Pratt, kierownik programu DARPA Robotics Challenge, opisał DARPA i jej cele w ramach Robotics Challenge:

Rolą DARPA jest pobudzanie innowacji. Robimy to poprzez skoncentrowane, krótkoterminowe wysiłki. Wybieramy rzeczy, które nie są niemożliwe, ale też mało ryzykowne. Więc podejmujemy bardzo ryzykowne gry, a to ryzyko przynosi ogromne korzyści. Więc jeśli odniesiemy sukces, oznacza to, że te roboty rzeczywiście będą w stanie coś zmienić. W szczególności w scenariuszach katastrof zwiększających odporność społeczeństwa. Lekcja z oryginalnego wyzwania [DARPA Grand Challenge - samochody bez kierowcy] jest taka, że ​​wytrwałość się opłaca. To ważne, jeśli wiesz, że technologia jest już prawie gotowa i możesz zobaczyć światło na końcu tunelu, trochę wytrwałości się opłaci. W testach liczę na to, że niektóre zespoły zdobędą punkty. Nie sądzę, żeby jakikolwiek zespół zdobył wszystkie dostępne punkty. Może żadna drużyna nie zdobędzie nawet połowy punktów. Ale myślę, że niektóre zespoły poradzą sobie umiarkowanie dobrze. Oczekuję, że roboty będą powolne. To, czego teraz szukamy, to żeby zespoły radziły sobie równie dobrze jak z grubsza to jednoroczne dziecko. Jeśli uda nam się to osiągnąć, uważamy, że mamy dobry powód, by wierzyć, że niektóre z tych zespołów, wytrwałych przez kolejny rok, będą w stanie zademonstrować roboty, które pokażą użyteczność, jaką te rzeczy mogą mieć w scenariuszu prawdziwej katastrofy. DARPA prowadzi działalność w zakresie innowacji, a nie rozwoju. Więc to, co robimy, to czekanie, aż technologia będzie prawie gotowa na coś wielkiego, a następnie dodajemy skoncentrowany wysiłek, aby to coś katalizować. Nie oznacza to, że przenosimy to do samego systemu, który jest wdrożony lub na rynku. W tym celu polegamy na sektorze komercyjnym. Ale zapewniamy impuls, dodatkowy impuls, jakiego potrzebuje technologia, aby to zrobić.

Szczegóły wyzwania

Ilustracja przykładowego scenariusza reagowania na katastrofę

„Robosimian”

Wyzwanie robotyki skupi się na scenariuszach katastrof lub reagowania w sytuacjach kryzysowych. Chociaż wymagania mogą się zmieniać w miarę postępów w konkursie, wstępne wymagania dotyczące zadań dla zgłoszeń robotów są następujące:

1. Przejedź pojazdem użytkowym na miejsce.

2. Podróż zdemontowana po gruzach.

3. Usuń zanieczyszczenia blokujące przejście.

4. Otwórz drzwi i wejdź do budynku.

5. Wejdź po drabinie przemysłowej i przejdź przez chodnik przemysłowy.

6. Użyj narzędzia, aby przebić się przez betonowy panel.

7. Zlokalizuj i zamknij zawór w pobliżu przeciekającej rury.

8. Podłącz wąż pożarniczy do rury stojącej i włącz zawór.

Rywalizacja została podzielona na kilka torów. Ścieżki A i B otrzymują fundusze DARPA, podczas gdy ścieżki C i D początkowo nie otrzymają finansowania DARPA. Trasy B i C przejdą przez Virtual Robotics Challenge (VRC), po którym zwycięskie zespoły mogą otrzymać fundusze na kolejne etapy. Zgłoszenia do ścieżek A i B zostały zamknięte w maju 2012 r. Okno aplikacji ścieżki C zostało zamknięte 18 grudnia 2012 r., Chociaż późne aplikacje były nadal brane pod uwagę od stycznia 2013 r., Chociaż uczestnicy mogą nadal pobierać Symulator DRC, aplikację open source stworzoną przez Fundacja Open Source Robotics. Ścieżka D była otwarta do rejestracji do października 2013 r.

Witryna rejestracji ścieżek C i D (bez finansowania) przedstawia ilustracje robotów, które w większości są zgodne z układami humanoidalnymi (dwunożnymi z dwoma ramionami). Możliwe są jednak inne konfiguracje, co ilustruje ilustracja „Robosimian” zaproponowana przez NASA Jet Propulsion Laboratory.

Różnice

W przeciwieństwie do poprzednich wyzwań, uczestnicy Kongresu nie muszą budować swoich robotów od zera. DARPA dostarczy niektórym uczestnikom zrobotyzowaną platformę sprzętową z rękami, nogami, tułowiem i głową. W sierpniu 2012 roku DARPA ogłosiła, że ​​zapłaci około 10,9 miliona dolarów firmie Boston Dynamics za zbudowanie siedmiu platform w oparciu o projekt PETMAN do sierpnia 2014 roku.

Konkurs będzie obejmował również zadania „autonomii nadzorowanej”, w których operatorzy niebędący ekspertami będą mogli / zobowiązani do wykonywania zadań z wykorzystaniem pojazdu-robota. Wyzwanie skupi się na możliwości wykonywania takich nadzorowanych zadań autonomicznych „pomimo niskiej wierności (niska przepustowość, duże opóźnienia, przerywana) komunikacja”.

Trials

Procesy w DRK miały miejsce 20 i 21 grudnia 2013 r. Na Florydzie. Podczas prób roboty nadal były zdalnie sterowane do większości zadań. 16 drużyn, które brały udział w próbach to:

* Maksymalna możliwa do uzyskania liczba punktów to 32

^† Zespół SCHAFT pierwotnie był na torze A, ale przeszedł na tor D po przejęciu Google.

X = nie podjęto próby

Początkowo do finansowania kwalifikowało się 8 najlepszych zespołów (od SCHAFT do TROOPER). Jednak po zakończeniu testów zespół SCHAFT zdecydował się przejść na ścieżkę D, jako projekt samofinansujący się. SCHAFT został przejęty przez Google, który nabył również technologie pojazdów autonomicznych od zespołów, które rywalizowały w DARPA Grand Challenge. Przejście firmy SCHAFT na śledzenie D zwalnia fundusze DARPA dla dodatkowych finalistów. THOR, ViGIR i KAIST, z których każdy zdobył 8 punktów podczas prób, będą teraz rywalizować w finałach, a KAIST będzie nadal samofinansującym się zespołem na torze D. Team THOR i Team ViGIR podzielą fundusze DARPA, a Team THOR podzieli się dalej na dwa zespoły po przeniesieniu swojego lidera na inną uczelnię.

Egzaminy końcowe

Mobilny robot manipulacyjny Momaro

Finały DRK odbyły się w Fairplex w Pomona w Kalifornii w dniach 5 i 6 czerwca 2015 r. Dwadzieścia pięć czołowych organizacji zajmujących się robotyką na świecie zebrało się, aby walczyć o nagrody w wysokości 3,5 miliona dolarów, próbując zorganizować symulowany kurs reagowania na katastrofy. 25 drużyn walczących o finały to:

Zespół	Kraj	Przynależność	Robot (architektura)
RATOWNICTWO TARTAN	USA	CMU NREC	Szympans
TEAM AERO	Japonia	Nieznany	(4 nogi)
TEAM AIST-NEDO	Japonia	AIST
TEAM DRC-HUBO AT UNLV	USA	UNLV	Metalowy buntownik (Hubo)
GRYT ZESPOŁOWY	USA	Uniwersytet Colorado Mesa	(4 nogi)
TEAM HECTOR	Niemcy	Uniwersytet w Darmstadt	Johnny 05 (THORMANG)
TEAM HKU	Hongkong	Uniwersytet w Hongkongu	(Atlas)
TEAM HRP2-TOKYO	Japonia	Jouhou System Kougaku
TEAM IHMC ROBOTICS	USA	Instytut Poznania Człowieka i Maszyny	Running Man (Atlas)
INTELIGENTNY PIONIER ZESPOŁU	Chiny	Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania
KAIST DRUŻYNOWY	Korea Południowa	KAIST	Hubo (Hubo)
MIT ZESPOŁOWY	USA	MIT	( Atlas )
ZESPÓŁ NEDO-HYDRA	Japonia	University of Tokyo, Chiba Institute of Technology, Osaka University, Kobe University
ZESPÓŁ NEDO-JSK	Japonia	Uniwersytet Tokijski
TEAM NIMBRO RESCUE	Niemcy	Uniwersytet w Bonn	Momaro
ZESPÓŁ ROBOSIMIAN	USA	Jet Propulsion Lab, Caltech
TEAM ROBOTIS	Korea Południowa	ROBOTIS CO., LTD	THORMANG (THORMANG)
TEAM SNU	Korea Południowa	Narodowy Uniwersytet w Seulu	(THORMANG)
TEAM THOR	USA	UCLA, UPenn	THOR-RD (THORMANG)
TEAM TRACLABS	USA	TRACLabs	( Atlas )
ŻOŁNIERZ DRUŻYNY	USA	Laboratoria zaawansowanych technologii Lockheed Martin	( Atlas )
WARTOŚĆ ZESPOŁU	USA	Virginia Tech	ESCHER
TEAM VIGIR	USA , Niemcy	Virginia Tech, Uniwersytet w Darmstadt, Uniwersytet Stanowy w Oregonie, Robotyka TORC, Uniwersytet Cornell	Florian (Atlas)
TEAM IIT WALK-MAN	Włochy	Włoski Instytut Technologii , Uniwersytet w Pizie	WALK-MAN
TEAM WPI-CMU	USA	Worcester Polytechnic Institute, CMU	Warner (Atlas)

Wyniki

W finale trzy drużyny miały doskonały wynik 8. Remis został rozstrzygnięty przez ich łączny czas. Pierwsze miejsce zajął Team KAIST ze swoim robotem DRC-Hubo i zwycięskim czasem 44 minut i 28 sekund. Drugie miejsce zajęła IHMC za Running Man, a trzecie Tartan Rescue of CMU NREC for Chimp.

Roboty działały lepiej niż oczekiwano. Ale było wiele błędów wskazujących, jak trudna pozostaje robotyka. Na przykład Running Man przewrócił się, machając do tłumu po pomyślnym wykonaniu wszystkich 8 zadań.

Zobacz też

• DARPA Grand Challenge

Bibliografia

Linki zewnętrzne

• Oficjalna strona Darpa Robotics Challenge
• Wydanie specjalne Journal of Field Robotics: Finały DARPA Robotics Challenge