”мный робот с налЄта завершил невыполнимую миссию

03.12.2009, 18:10
»сточник: membrana



ƒаже команды-соперники по сост€занию роботов назвали эту скромную на вид машинку "фантастической системой" (фото Nicholas Roy).

ѕредставьте, что крошечный летающий робот попал в насто€щий лабиринт из незнакомых ему коридоров и комнат. Ѕез каких-либо команд от операторов, без сигналов GPS, в реальном времени он должен сориентироватьс€ в обстановке и найти заданную цель, добравшись до неЄ быстро и без аварий, не заблудившись по дороге. Ёто уже реальность.

»менно таков летательный микро-аппарат (micro air vehicles Ч MAV), построенный в группе "ЌадЄжных роботов" ћассачусетского технологического института (Robust Robotics Group). √лавной задачей при его создании была шлифовка автономной навигации, способной в тесных закрытых помещени€х пр€мо на ходу выстраивать "в голове" трЄхмерную карту местности и сообразно ей планировать своЄ дальнейшее перемещение.

MAV из ћассачусетса построен по четырЄхроторной схеме Ц четыре подъЄмных винта размещены по углам этого "вертолЄта" (корректнее сказать Ч летающей платформы). ѕоперечник аппарата составл€ет примерно 60 сантиметров Цдостаточно немного, чтобы спокойно проникать в двери. ¬ращают винты электромоторчики, получающие питание от бортовых аккумул€торов.


ќдна из предыдущих версий четырЄхроторной машины из ћассачусетса испытывалась на природе. ќднако, как оказалось, летать в помещени€х в определЄнном смысле сложнее. ≈сли машина должна двигатьс€ самосто€тельно (фото Robust Robotics Group). √лавные органы чувств у новинки Ц набор лазерных дальномеров, непрерывно сканирующих окружающий мир в горизонтальной плоскости. —мещение машины вверх-вниз позвол€ет ей выстраивать карту помещений в объЄме, тому же способствуют и лЄгкие наклоны корпуса.

Ёти колебани€, происход€щие естественным образом из-за воздушных потоков, могли бы сбить электронный мозг робота с толку Ц ведь в таком случае лучи идут по косой и нарушаетс€ оценка рассто€ни€ до предметов. Ќо ведома€ профессором Ќиколасом –оем (Nicholas Roy) команда нашла выход: в робота встроили гироскопы и акселерометры, с высокой точностью определ€ющие крен. —пециальный алгоритм в реальном времени вносит поправку на наклон при оценке отражений от лазеров.

ќдновременно программа боретс€ со сносом, возникающим из-за случайного наклона корпуса, обдумывает дальнейшие шаги (смотрит, где машина уже побывала и где просматриваютс€ неисследованные тупики), и всЄ Ц достаточно быстро, чтобы машине не приходилось "садитьс€ и думать", ведь в ответственном задании (разведка, поиск пострадавших в аварийном здании и так далее) кажда€ минута на счету. “ака€ продуманность софта и придаЄт машинке удивительные способности.


≈сть ещЄ р€д хитростей. ≈сли робот летит по длинному коридору, в котором тер€етс€ его луч (дальномер работает до 30 метров), софт направл€ет лазеры чуть в сторону, так, чтобы они посто€нно "цепл€лись" за стены и предметы. “аким образом, машина не только избегает преп€тствий, но и определ€ет собственную скорость, корректиру€ еЄ, чтобы не врезатьс€ во что-нибудь.

¬ дополнение к лазерам MAV от Robust Robotics оснащЄн оптической системой, помогающей определ€ть преп€тстви€, и видеокамерой, ведущей репортаж дл€ людей-наблюдателей (в принципе у машины есть и банальный режим дистанционного управлени€, но главна€ еЄ изюминка Ц именно возможность самосто€тельной работы). ј как MAV про€вил себ€, мы сейчас расскажем.

ћинувшим летом ћеждународна€ ассоциаци€ беспилотных транспортных средств (AUVSI), объедин€юща€ разработчиков автономных летающих, плавающих и езд€щих машин, провела очередное соревнование летающих роботов Ч IARC (International Aerial Robotics Competition). Ёто сост€зание принимал у себ€ университет ѕуэрто-–ико в ћа€гуэсе (University of Puerto Rico at Mayaguez).


÷ель AUVSI Ц претворение фантастики в жизнь. „тобы построить такого разведчика, в первую очередь стоит подумать о его "мозгах". »менно их и тренируют конкурсы этой ассоциации (иллюстраци€ AUVSI).

≈жегодное соревнование проходило в 19-й раз, но впервые в его истории случилс€ при€тный рекорд. ѕо€сним, дл€ команд-участниц и их автономных машинок организаторы IARC придумывают так называемые миссии Ц сценарии работы устройств и определЄнные задани€. » в нынешнем году мисси€ была всего-то п€та€ по счЄту. ѕочему? ј просто задание смен€етс€ только после того, как хоть одна команда его выполнит (и выиграет главный приз).

“ак вот, до сих пор ни разу ни один университет или компани€, привозивша€ своего робота на IARC, не выигрывала миссию в первый еЄ год. Ќачальную задачу от AUVSI команды штурмовали три года подр€д, а четвЄртую (решЄнную в 2008-м) Ц аж в течение восьми лет кр€ду.

Robust Robotics Group же совершила маленькое чудо Ц она выиграла IARC 2009, опередив шестерых соперников и успешно выполнив миссию номер п€ть в первый же год еЄ объ€влени€. ј ведь сложность конкурсов посто€нно росла.


Robust Robotics MAV в лабиринте и глава группы Ќиколас –ой (кадры AUVSI, MIT).

“ак, в первой миссии беспилотники должны были самосто€тельно перенести небольшой груз из одного конца площадки в другой, а в четвЄртой Ц пролететь по открытой местности три километра, а затем найти определЄнное здание и залететь в него. ѕ€та€ же мисси€ Ц это ориентаци€ в закрытом помещении без каких-либо внешних сигналов, не важно, со спутника ли, от радиома€ков или от пульта дистанционного управлени€. ѕричЄм это помещение, про которое робот не должен заранее ничего "знать". ’орошо, что аппарат от Robust Robotics заранее потренировалс€ у себ€ на родине.


—трашную историю по мотивам известной катастрофы придумали устроители этой битвы, чтобы обыграть сценарий п€той задачи. ¬ некоем ”краинистане взорвалс€ реактор на јЁ—. Ћюди или погибли, или срочно эвакуированы, уровень радиации Ц зашкаливает за все мыслимые нормы. јварийна€ автоматика заглушила два из трЄх оставшихс€ реакторов, но ещЄ один осталс€ включЄнным, что представл€ет опасность.

–обот должен через разбитое окно попасть внутрь станции, пролететь через все коридоры и узнать (по светодиодам) "главный пульт управлени€". ≈го изображение MAV и об€зан передать люд€м по радио, чтобы специалисты оценили положение тумблеров, увидели сигналы индикаторов и придумали выход из положени€.


Ћегенда дл€ п€той миссии была придумана с размахом, хот€ декорации оказались примитивными на вид. — другой стороны Ц это же не представление (иллюстрации AUVSI).

Ћабиринт-јЁ— в ѕуэрто-–ико построили из фанеры и картона. “ак же как и главный пульт. ¬нутри расставили толику преп€тствий. » пригласили команды.

MAV из ћассачусетского технологического Ц единственный из целого р€да машин безукоризненно справилс€ (пусть с четвЄртой попытки): он долетел до помещени€ с пультом, не врезавшись ни в один предмет, опознал пульт по лампочкам и передал картинку судь€м. » уложилс€ притом в п€ть минут.  ак это произошло, можно увидеть на снимках и видео ниже.


ѕомыкавшись между декораци€ми и составив их план, робот увидел "пульт јЁ—" (внизу слева Ц кадр с бортовой камеры). —права внизу: команда-победитель у знаменательного "пульта" (фотографии AUVSI).

$10 тыс€ч призовых дополнили радость массачусетской команды. Ѕолее того, по правилам IARC, ни разу ещЄ не примен€вшимс€, группе Ќиколаса вернули $1 тыс€чу вступительного взноса.  ак раз за то, что победа пришла в первом же году существовани€ новой миссии. “ак что в 2010-м AUVSI разыграет уже миссию номер шесть.

¬ соответствии с принципами IARC это будет задание, которое не может в данный момент выполнить ни один существующий гражданский или военный робот-беспилотник.

ћашинка должна незаметно проникнуть в здание разведки республики Ќари, окружЄнное забором под напр€жением, использу€ слепые зоны камер безопасности (информаци€ добыта заранее) и избега€ регул€рных обходов стражи, найти определЄнное помещение, а в нЄм Ц лежащую флешку с секретной информацией.

‘лешку нужно изъ€ть, а на еЄ место положить такую же пустую, чтобы противник не заметил пропажи, после незаметно вылететь из здани€. » всЄ это Ц без дистанционного управлени€, руководству€сь только своим "умом".


«авлекательные рисунки дл€ иллюстрации шестой миссии. Ёксперты предсказывают, что дл€ еЄ выполнени€ машинкам придЄтс€ существенно нарастить свои таланты в пространственной ориентации, ускорить работу "мозгов" (иллюстрации AUVSI).

–азумеетс€, никакой республики Ќари нет, как не существует и ”краинистана, а грозное здание разведслужбы будет выстроено всЄ в том же кампусе университета ѕуэрто-–ико из досок и папье-маше. Ќо от этого роботам, которые выйдут на старт в августе, легче не станет.

ѕризовой фонд соревновани€ на 2010-й оп€ть составл€ет $10 тыс€ч, но каждый последующий год, если никто не выполнит задачу, устроители будут увеличивать приз ещЄ на $10 тыс€ч. »нтересно, сколько лет мисси€-6 будет считатьс€ невыполнимой?


 лючевые слова:
AUVSI
Robotics
миссии
команда
Robust
управление
команды
пульт
в реальном времени
мисси€ роботов
машина
иллюстрации
»скусственный интеллект
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

»скусственный интеллект


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.