0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

IT-байки: про IDF, гонки авто-роботов DARPA и Junior

IT-байки: про IDF, гонки авто-роботов DARPA и Junior

Первоначально предполагалось, что гоночные электрокары будут полностью беспилотными: на Фестивале скорости в Гудвуде даже показали прототип Robocar без места для водителя, дизайн которого создал Даниэль Симон — автор футуристических автомобилей для фильмов «Трон: Наследие» и «Обливион».

Первый, тестовый сезон соревнований стартует весной 2019 года. Заезды с участием робомобилей будут проходить в рамках одного уик-энда с некоторыми этапами «электрического» чемпионата Formula-E.

Все участники будут использовать одинаковые электромобили, созданные на базе опытной машины Devbot 2.0. Она, в свою очередь, построена на основе спортпрототипа Ginetta класса LMP3.

Тестовый беспилотник Devbot 2.0

«Боевые» машины будет несколько отличаться от опытной — аэродинамическим оперением, электроникой и силовым агрегатом (с задним, а не полным приводом).

Руководитель Roborace и чемпион Формулы-Е Лукас ди Грасси объяснил решение о смене формата таким образом: «Изначально мы хотели устраивать гонки между полностью роботизированными машинами. Но в итоге решили, что будет намного нагляднее, если на пит-стопе гонщик будет высаживаться из машины — и она продолжит гонку без него. Так будет лучше видна разница между человеческим вождением и автоматическим. К тому же, я считаю, что автоспорт обязательно должен иметь человеческую составляющую. Ведь гонки всегда были соревнованием людей и машин!»

На этом рендере рядом изображены полностью беспилотный RoboCar и болид для сезона-2019 с местом для гонщика

Ди Грасси рассказал, что сейчас строится шесть или семь машин, а разработчики продолжают доводку софта с тем, чтобы болиды могли соревноваться друг с другом.

Ближайшие два гоночных сезона пройдут в тестовом режиме, а полноценный запуск запланирован на 2021 год. Тогда же подготовят новый вариант машины: по словам ди Грасси, она будет чем-то средним между беспилотным Robocar и опытным Devbot. Будущая машина должна получить четыре электромотора суммарной мощностью около 1300 лошадиных сил, приводящие все колеса.

Ди Грасси рассказал, что контракт на участие в первом сезоне уже подписали две команды, и в ближайшее время Roborace опубликует календарь.

Вся логистика и обслуживание машин, как и создание открытой софтверной платформы — зона ответственности Roborace. А команды будут заниматься алгоритмами поведения на гоночной трассе.

Электронные роботы

IDF, гонки авто-роботов DARPA и Junior

Сегодня в традиционной воскресной рубрике IT-байки наших читателей ждёт отнюдь не рассказ о новых достижениях на ниве завтрашних нанотехнологий. И даже не байки о послезавтрашнем дне квантовой физики. И даже не сказка с поучительным концом, но всего лишь рассказ о новых автогонках, но каких! Полагаю, нашим читателям ещё памятны прошлогодние соревнования машин-роботов с призовым фондом $1 млн., которые на протяжении четырёх последних лет организовывало Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США — DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

Так вот, в отличие от традиционных гонок, проводившихся в пустыне, этом году заезд пройдёт в условиях, приближённых к городскому, не говоря уж о том, что призовой фонд 2007 года увеличен. Вполне возможно, соревнования DARPA Urban Challenge 2007 так и осталась бы не более чем темой для новостной заметки, если бы… автора этих строк своевременно не занесло в США и ему не удалось бы собственноручно прикоснуться к одному из претендентов на победу в гонках. А ведь с такой информацией, согласитесь, писать про гонки совсем другой резон.

Для начала – немного вводной информации. В начале августа руководство DARPA в лице директора агентства, доктора Тони Тесера (Tony Tether) официально объявило 36 команд, избранных для полуфинального заезда автономных роботизированных автомобилей в гонке Urban Challenge 2007. По результатам заезда Urban Challenge National Qualification Event (NQE), намеченного на 26-31 октября 2007 года, двадцатка лучших команд примет участие в финальном заезде Urban Challenge, который состоится 3 ноября. Призовой фонд в этом году составляет $2 млн. за первое место, $1 млн. за второе и $500 тысяч за третье.

Как видите, ставки выросли, но также неизмеримо усложнились условия заезда с 6-часовым лимитом времени. Если в заездах прошлых лет DARPA Grand Challenge автопробег беспилотных машин происходил на 131,6-мильной (211,7 км) трассе, проложенной по пустыне, то в этом году, как видно из изменившегося названия — DARPA Urban Challenge, для полуфинального и финального заездов выбраны условия, максимально приближённые к городским. Для этого руководством агентства DARPA, по согласованию с Пентагоном (подразделением которого оно и является), был выбран армейский тренировочный полигон, расположенный на бывшей авиабазе George Air Force Base в Викторвилле (Victorville), Калифорния, где подразделения армии США отрабатывают приёмы проведения операций в городских условиях.

По поводу того, что DARPA, затрачивая приличные средства на подготовку таких гонок, преследует, в первую очередь, вполне прикладные военные цели, можно даже не сомневаться. В пресс-релизе, посвящённому DARPA Urban Challenge, об этом говорится вполне недвусмысленно: DARPA selected the location because its network of urban roads best simulate the type of terrain American forces operate in when deployed overseas .. То есть, место проведения гонок с городским расположением дорожной сети максимально отображает тип местности, с которым приходится сталкиваться американским подразделениям при проведении военных операций вне США . Перспективная цель этого заезда также полностью соответствует задаче DARPA, поставленной перед агентством Конгрессом США, а именно, довести к 2015 году количество автономных машин без водителей до трети.

Роботизированные автомобили будут действовать в ситуации с элементами военной миссии, что дополнительно усложняет программу. Как в отборочном туре, так и в финальном заезде автомобили-роботы обязаны действовать исключительно автономно, без какого-либо человеческого вмешательства. Более того, при движении в заданном периметре автомобили обязаны соблюдать правила движения штата Калифорния, такие как маневры при слиянии потоков, движение по кольцевым транспортным развязкам с односторонним движением. Иными словами, как выразился доктор Тесер, Автомобиль обязан вести себя так, как любой другой обладатель водительской лицензии штата Калифорния .

Напомню, что первый заезд автономных машин-роботов состоялся в рамках Grand Challenge in 2004. Тогда заезд по пересечённой пустынной местности с 10-часовым лимитом времени так и не смог выявить победителя, однако цель всё же была достигнута в гонках DARPA Grand Challenge 2005, когда до финиша добрались пять автомобилей, а машина Stanley команды Стэндфордского университета на базе усовершенствованного Volkswagen Toureg преодолела дистанцию за рекордные 8 часов 14 минут.

Вот, собственно говоря, и вся присказка. Дело в том, что на прошлой неделе, приехав в Сан-Франциско для участия в Intel Developer Forum Fall SF 2007, мне удалось лично познакомиться с представителями команды Stanford University, равно как облазить вдоль и поперёк автомобиль Stanley Junior, подготовленный к соревнованиям DARPA Urban Challenge образца 2007 года. Ради справедливости я всё же приведу полный список всех 36 полуфиналистов Urban Challenge 2007:

Робот Google победил на конкурсе DARPA

Японская робототехническая компания SCHAFT, принадлежащая Google, в соревнованиях DARPA Robotics Challenge Trials лидировала с большим отрывом. Ее робот набрал 27 баллов из 32 возможных, обойдя своего ближайшего конкурента от IHMC Robotics на семь баллов. Третье место занял Tartan, а четвертое досталось Массачусетскому технологическому институту.

Робо-конкурс проходил в период с 20 по 21 декабря на трассе Homestead Miami Speedway, обычно принимающей гонки автомобилей. В Хомстеде (город в южной части штата Флорида, США) встретились 16 команд со всего мира. Конкурсанты сделали все возможное, чтобы справиться с серией поставленных перед ними задач. Роботы должны были быть запрограммированы так, чтобы продемонстрировать понимание простых команд, заданных неподготовленными людьми. Например, робот должен понимать такие команды, как «Открыть дверь» или «Устранить препятствия на пути».

По словам DARPA, основной целью конкурса было создание робота, который мог бы оказать помощь людям в работах по ликвидации чрезвычайных ситуаций. По сути это и входило в восемь задач конкурса: управление транспортным средством; прохождение каменных насыпей; уборка мусора; открытие дверей и вход в помещение; подъем по лестнице; разрушение бетонных стен с помощью рабочего инструмента; поиск и закрытие крана, а также подключение пожарного шланга к трубе с последующим открытием вентиля.

Как сообщает ресурс Business Insider, SCHAFT оказался в десять раз сильнее своих конкурентов. На видео ниже показано, как робот Google выполняет все восемь заданий конкурса. Несмотря на используемые здесь подвесные кабели, которые предохраняют робота от падений, SCHAFT вполне может обходиться без дополнительных приспособлений.

DRC Trials является завершающим этапом перед конкурсом DRC Finals, который состоится в следующем году. В декабре 2014 года будет определен победитель, который получит главный приз в размере 2 миллионов долларов.

Когда-то давно солдаты были вооружены примитивными пистолетами и автоматами, но теперь в распоряжении военных есть танки и даже огромные корабли с лазерными установками. Недавно устройство, стреляющее по вражеским целям лазерными лучами, было установлено на десантный корабль USS Portland (LPD 27). То, насколько быстро лазерное оружие способно уничтожать вражескую цель, было показано на видео, опубликованном Военно-морскими […]

Читать еще:  ASUS представила монитор ProArt PA32U с технологией квантовых точек

В это сложно поверить, но людей, которые считают что Земля плоская довольно много. 22 февраля инженер-любитель Майкл Хьюз по прозвищу «Безумный Майк» разбился на самодельной паровой ракете в Калифорнии. Как сообщает канал Science Channel, который снимал запуск, Хьюз собирался доказать что Земля плоская но трагически скончался во время попытки запустить самодельную ракету. Своей целью астронавт-любитель […]

Будущее, в котором роботы помогают людям выполнять сложную работу, уже практически наступило. Уже сейчас, в рамках спасательных или военных операций, роботизированные устройства занимаются поиском людей под завалами и даже обезвреживают взрывные устройства. Только вот занимаются этими делами не человекоподобные роботы вроде Atlas от Boston Dynamics, а аппараты с гусеничными колесами. А все дело в том, […]

В горящую избу войдет

Самые яркие и поучительные моменты «олимпиады роботов» DARPA

Фото: Alex Gallardo / AP

5 и 6 июня 2015 года в Помоне (Калифорния) прошли крупнейшие соревнования роботов — DARPA Robotics Challenge (DRC). Их организатор, Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA), поставил своей целью найти наилучшую автономную машину, способную заменить человека при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Альберт Ефимов, глава робототехнического центра Сколково, рассказал «Ленте.ру», в чем смысл и ценность DRC для прогресса, и показал наиболее яркие моменты конкурса.

Все, кто интересуется прогрессом и научно-техническими инновациями, знают об американском правительственном агентстве DARPA. Эту организацию часто называют создателем гражданских технологий современности, от интернета до автономных машин. DARPA — одно из подразделений Пентагона — сосредотачивается на тех задачах, для которых еще нет решений, и ведет в области обороны исследования, цель которых — предотвращение стратегических неожиданностей (вроде запуска первого советского спутника в 1957 году). Робототехника является для оборонного агентства одной из приоритетных областей. После аварии на АЭС «Фукусима-2» Минобороны США сочло необходимым создать роботов, способных полностью заменить человека при ликвидации последствий стихийных бедствий.

Роботы-спасатели должны обладать значительной гибкостью и маневренностью, чтобы действовать в сложных условиях зоны бедствия, управляться исключительно на расстоянии, по беспроводной связи, питаться энергией только от собственных батарей и, наконец, обходиться без страхующих от падения тросов. Комбинированное управление, включающее человека-оператора, задающего цели, и автономного робота, способного к самостоятельному выполнению поставленных оператором задач, является, по мнению DARPA, самым эффективным способом использования роботов в условиях чрезвычайных ситуаций.

Фаворитом первого дня стал двуногий робот CHIMP команды Tartan Rescue (университет Карнеги-Меллон). Сенсацией стала героическая попытка робота встать: CHIMP не смог пройти в дверь и растянулся в дверном проеме. Члены команды не побежали поднимать машину, будучи уверенным в его способности найти выход самостоятельно — что и произошло.

Фаворитом первого дня стал двуногий робот CHIMP команды Tartan Rescue (университет Карнеги-Меллон). Сенсацией стала героическая попытка робота встать: CHIMP не смог пройти в дверь и растянулся в дверном проеме. Члены команды не побежали поднимать машину, будучи уверенными в его способности найти выход самостоятельно, — что и произошло.

DARPA запустила DRC в ответ на фукусимскую катастрофу. Условия были сформулированы по принципу «обратного» конкурса: то есть направленного на выбор лучшего решения ясно определенной задачи (в противоположность прямому отбору — выбору наиболее привлекательного решения разнородных задач). Робот должен выполнить ряд задач, которые обязательно встретятся в реальной ситуации: проехать на машине определенную дистанцию по песчаной дорожке, выйти из машины, открыть запертую дверь в здание, повернуть вентиль, выпилить отверстие в стене, подняться по лестнице, пройти сквозь кучу мусора и выполнить одно неожиданное поручение, которое становится известным команде лишь за день до соревнования. За каждое выполненное задание команды получают один балл. В случае равенства баллов побеждает та команда, которая прошла дистанцию за минимальное время. Команды могли пропустить одно или несколько заданий. Роботы могут управляться командой удаленных операторов, однако организаторы соревнований указывали, что будут подавлять связь между роботом и центром управления непредсказуемым образом. Общее время выполнения всей миссии — 60 минут.

По словам директора DARPA — отвечающего за данную программу Гила Пратта (Gill Pratt), — у Robotics Challenge несколько целей. Во-первых, доказать возможность создания техники, способной заменить человека в опасных условиях. Никто не ставил перед собой целью создать робота, буквально завтра способного отправиться в опасную зону. Речь идет о том, чтобы трансформировать область робототехники, доказав, что для создания роботов нового поколения, работающих рядом с людьми, уже сейчас есть компетенции. Во-вторых, построить сообщество разработчиков роботов, использующих указанные компетенции для развития технологий на других рынках возможных применений. В-третьих, стимулировать интерес к изучению робототехники и программирования у молодежи.

Альберт Ефимов (справа) и Гил Пратт, программный менеджер и основатель соревнования роботов DARPA Robotics Challenge

Фото: Альберт Ефимов

Отбор команд для участия в соревнованиях проходил по трем направлениям и в два этапа. На первом этапе отобрали шесть команд на основе предложенных ими конструкторских решений. Командам предоставили финансирование — по три миллиона долларов. Еще шесть команд были отобраны на основе Virtual Robotics Challenge: необходимо было продемонстрировать умение программировать выполнение задач на симуляторе, предоставленном DARPA. Победители этого трека получили по 1,1 миллиона, а также робота Atlas от фирмы Boston Dynamics. На втором этапе (до конца 2014 года) из всех этих команд отобрали десять, которые получили дополнительное финансирование — еще по полтора миллиона долларов. В последнем, третьем направлении представлено 15 команд, которые выдвинулись в участники самостоятельно и не получали никакого финансирования от правительства США. Итого в DRC приняло участие 25 команд из шести стран мира: США, Германия, Италия, Южная Корея, Япония, Китай.

В целом роботам было несложно справиться с заданиями — зрителей огорчала разве что замедленность их движений. Больше всего эмоций вызывали очень частые случаи падения — наверное, потому, что людям свойственно приписывать машинам человеческие свойства и сочувствовать им. Или падения, наоборот, дарят людям надежду: роботы еще далеки от совершенства и не похожи на Терминаторов…

Больше всего эмоций вызывали случаи падения — наверное, потому, что людям свойственно приписывать машинам человеческие свойства и сочувствовать им. Или же потому, что падения, наоборот, дарят людям надежду: роботы еще далеки от совершенства и не похожи на Терминаторов…

Финальный конкурс проходил на огромном стадионе Fairplex, разделенном на четыре зоны, в которых роботы выполняли свои миссии одновременно. Каждой команде давали две попытки, но в зачет принимался только один, лучший результат.

Испытания роботов требуют завидного терпения зрителей. Многие машины подолгу (иногда до конца раунда) стояли перед закрытой дверью и размышляли, как ее лучше открыть. Некоторые роботы решали не ехать по песку на джипе, а пройтись — и попросту увязли в песке. Все эти незадачи не мешали собравшейся многотысячной толпе бурно реагировать на все действия роботов, — широко распахнутую дверь, выпавшую из клешни дрель или падение. Вообще, падение робота — это ужасная вещь. Толпа зрителей издавала стон боли, когда стальной гигант (средний вес участников — 100 килограммов) падал, пытаясь преодолеть мусорную кучу или открыть дверь. Многие на трибунах говорили: раз роботы падают и не способны подняться, то и «восстание машин» откладывается надолго. Научно это выражено в так называемом парадоксе Моравека: высокоуровневое мышление требует гораздо меньше вычислительных мощностей, чем низкоуровневые сенсомоторные действия. Однако робот по имени Chimp, со стальным грохотом упавший при открывании двери, все-таки сумел подняться. Вернувшись к выполнению миссии без помощи команды инженеров, робот заслужил овации всего стадиона.

Но победил не Chimp, а Hubo команды корейского Института прорывных исследований в науке и технике (KAIST). Этот робот передвигался разными способами: когда нужно — шагал как человек, но для движения по ровной поверхности просто садился на колени и быстро ехал на маленьких колесиках. Hubo выполнил все восемь заданий конкурса за 44 минуты 28 секунд, команда его создателей получила первый приз в два миллиона долларов. Робот IHMC, созданный на основе Atlas (Boston Dynamics), пришел вторым — с результатом 50 минут 26 секунд. Третье место получил Chimp, который выполнил все задания за 55 минут 15 секунд.

Подвиги робота-победителя Hubo — ускоренное воспроизведение

Интересно, что и другие команды использовали роботов Hubo и Atlas, которые выпускаются и продаются мелкими сериями. Однако результаты были у всех разные. Объяснение только одно: дело не в самом железе (корпус и низкоуровневое программное обеспечение), а в высокоуровневом ПО, которое отвечает за то, что робот понимает об окружающем его мире и как он передает эту информацию операторам.

Многие эксперты отмечали снижение уровня требований конкурса, — ведь изначально DARPA требовало полной автономности всех роботов. Владислав Сычков, исполнительный директор НПО «Андроидная техника», считает, что организаторы осознали: изначально заданная планка была слишком высока. Зато в соревнованиях смогли принять участие роботы, которые сейчас находятся в лабораториях. После некоторой доработки выполнение заявленных требований уже не является какой-то фантастической задачей. Кроме того, многие коллективы выступили на соревнованиях с более простыми и дешевыми роботами, чем сделанные на многомиллионные гранты от DARPA, — и получили по три-четыре балла, что очень неплохо по соотношению затрат на результат. Видно, что эти роботы побеждают по времени выполнения задач, хотя не все задачи им доступны. Это можно объяснить как раз тем, что софт у таких роботов — свой, написанный командами от начала и до конца. Ключевым достижением соревнований можно считать реализацию многими командами алгоритмов автономного управления роботом для выполнения задач (открыть дверь, проехать за рулем машины), которые ранее считались доступными только для человека.

Читать еще:  Jabra JX20 Pura, или "Принцесса" в гарнитурном семействе

Самая убийственная авария случилась с роботом ATLAS Hercules (техасская команда TRACLabs Inc.). Пытаясь выйти из автомобиля, он поставил ступню на подставку, но потом потерял равновесие и с грохотом рухнул на землю, — и овации зрителей сменились стонами.

Общение с командами DRC показало, что подходы к решению задач у разработчиков биоморфных систем очень похожи: сама кинематическая схема накладывает определенный отпечаток на всю конструкцию. Видимо, поэтому уровень команд и проектов в этой области практически не различается по странам: биоморфные роботы любого происхождения имеют больше сходства, чем отличий. И российские разработчики в целом находятся на одном уровне с зарубежными коллегами, впрочем, исключая уровень финансирования (особенно проектов DARPA).

В России крайне важно сформировать свою робототехническую среду. Первостепенную роль в этом будет играть проведение масштабных национальных соревнований, которые следует организовать в сотрудничестве с инновационными компаниями, крупными отраслевыми заказчиками и институтами развития (такими как Сколково). У нас есть хороший потенциал, чтобы выйти в число лидеров робототехники и преподнести немало сюрпризов коллегам во всем мире.

НОВОСТИ

Итоги очередной гонки DARPA: машины-роботы в городе (видео)

Согласитесь — сегодня основным показателем возможностей любого автомобиля, равно как и предметом гордости его владельца, выступает параметр скрытой под капотом мощности, эквивалентный определенному количеству лошадиных сил. Но близок день, когда наравне с ним автопромышленные концерны в документации будут указывать характеристику. интеллектуальной «мощности» автомашины, выражаемую в количестве вычислительных ядер управляющего транспортным средством бортового компьютера.

11 суперсовременных автомобилей мчатся по улицам небольшого калифорнийского городка — каждый из них обязан быстрее всех и при том корректно завершить «миссию», посетив в определенном порядке указанные на цифровой карте города точки. При этом каждый автомобиль должен соблюдать все правила дорожного движения и оценивать поведение других перемещающихся по городу объектов, руководствуясь лишь собственным алгоритмом принятия решений — ибо он сам управляет собой. Окажись свидетелем происходящего какой-либо непосвященный случайный прохожий, его удивлению не было бы предела. Ни водителя внутри, ни системы дистанционного управления, установленной снаружи, — нет ничего, что связывало бы автомобиль со специалистами, наблюдающими за феерической гонкой интеллектуальных машин-роботов. Только бесстрастные сенсоры лазерных датчиков мерно вращаются и пересылают гигабайты информации для мгновенного анализа на серверы с самыми быстродействующими процессорами в мире, которые «отдают» приказы системе управления автомобилем. И только строгое жюри внимательно следит за тем, чтобы ни одно положение из свода дорожных правил штата Калифорния не было нарушено — иначе автомобиль-робот наказывается штрафными очками.

Именно так проходили очередные ежегодные гонки «самобеглых» автомашин, организованные Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA), уже несколько лет активно изучающим возможность перемещения автомашин без водителей и спонсирующим гонки автомобилей-роботов, которые проводятся в максимально сложных условиях. В прошлый раз в качестве испытательного полигона была выбрана безжизненная пустыня Мохаве (штат Невада) — пять абсолютно автономных автомобилей, управляемых только компьютерами и сенсорами, добрались до финиша, при этом первые три места в испытании самых совершенных из созданных человеческим гением технологий заняли внедорожники-роботы, которых через труднопроходимую местность к победе вели компьютеры на базе процессоров Intel Pentium M и Intel Itanium 2. В этот раз организаторы решили еще больше усложнить обстановку и развернуть полигон в. городе!

Разумеется, никто не хотел подвергать рискованным испытаниям какой-либо густонаселенный американский мегаполис. Городские условия были воссозданы на заброшенной базе ВВС США George A.F.B. близ калифорнийского города Викторвилля: дома, перекрестки, светофоры, «зебры» пешеходных переходов, уличные трассы со всей сопутствующей разметкой и даже знаменитый американский «трафик» — около 300 профессиональных экипажей на автомобилях Ford Taurus имитировали городскую автомобильную сутолоку, которая нередко является предпосылкой к возникновению непростых дорожных ситуаций.


Автомобиль-робот Стэнфордского университета Junior
Для участия в таких весьма специфических гонках, получивших название DARPA Urban Challenge Race (гонки в городских условиях под эгидой DARPA), были заявлены 35 машин-роботов. Команда Стэнфордского университета, спонсорскую поддержку которой оказала корпорация Intel, специально разработала новый проект под названием Junior. Робот Junior — это автофургон Volkswagen Passat модели 2006 года, в котором рулевое управление, система подачи топлива и тормозная система особым образом модернизированы специалистами лаборатории Volkswagen of America Electronics Research Lab (Пало-Альто, шт. Калифорния). Инженеры этой лаборатории также разработали специальные крепления для множества сложных датчиков.

Создавая Junior, его разработчики изначально заложили в проект гораздо большую гибкость и функциональность, чем у его «пустынных» предшественников, ведь новая гоночная среда предъявляла к участникам состязаний гораздо более серьезные требования. Им пришлось отслеживать перемещения других автомобилей и не только соблюдать рутинные правила дорожного движения, но и учитывать право преимущественного проезда, анализировать последовательость разъезда на перекрестке, производить парковку, а также в режиме реального времени разбираться в других сложных дорожных ситуациях. Управление автомобилем — это сложный комплексный процесс, и если удастся научить компьютер осуществлять его, то это будет колоссальный прорыв в области исследования и разработки искусственного интеллекта.

Важным отличием автомобиля Junior от его предшественников явилась возможность распознавания объектов, расположенных вокруг автомобиля и даже перемещающихся с высокой скоростью. Для сравнения — предыдущий робот-автомобиль Стэнфордского университета мог распознавать только неподвижные объекты, при этом расположенные только по ходу его движения. Junior укоплектован гораздо более сложными датчиками, среди которых, например, лазерная матрица для дальнометрии с круговым обзором. Прибор позволяет практически в режиме реального времени создавать трехмерную картину окружающей обстановки: кадры трехмерной визуализации из кинофильма «Терминатор» — ничто по сравнению со сложным восприятием окружающего мира, реализованным на борту Junior.


Компьютеры робота Junior расположены в багажнике (внизу справа)
Оснащение робота предусматривает также шесть видеокамер, которые охватывают все пространство вокруг автомобиля, лазеры на бамперах, радар, приемники GPS, а также бортовое навигационное оборудование для сбора информации о местоположении автомобиля и характере поведения окружающих объектов. Сердцем данного сложнейшего навигационно-вычислительного комплекса явлются 2 компьютера в стоечном исполнении, смонтированных в багажнике, — каждый располагает одним четырехъядерным процессором Intel Core 2 Quad Q6600 с тактовой частотой 2,4 ГГц и платой Intel D975XBX2 с 2 Гбайт оперативной памяти. Один из компьютеров отвечал за обработку информации, поступавшей от датчиков, тогда как второй «занимался» котролем системы управления и планированием действий машины-робота. Передача данных от датчиков для обработки на компьютерах осуществлялась с помощью технологии Gigabit Ethernet. Для хранения данных использовались устройства флэш-памяти.

Благодаря такой «начинке», выбранной в силу эффективного сочетания большой вычислительной мощности и низкого энергопотребления, Junior смог обрабатывать гораздо больше информации и осуществлять это существенно быстрее, чем его предшественники; предположительно, Junior оказался примерно в четыре раза «умнее» победителя гонки DARPA Grand Challenge 2005 в пустыне Мохаве. При этом у Junior не было никаких дополнительных источников энергии для питания компьютеров, кроме аккумулятора автомобиля, тогда как все другие команды для питания своих бортовых компьютерных комплексов использовали дополнительные батареи.

Наконец, управлялся Junior с помощью специализированного ПО, в создании которого принимали участие специалисты Stanford Artificial Intelligence Lab и разработчики корпорации Intel. Программные модули, выполняющие задачи распознавания, анализа и планирования, включают алгоритмы машинного самообучения. В результате Junior мог комплексно оценивать дорожную ситуацию, определять свое местоположение и отслеживать перемещения других участников соревнований, а также объектов, представляющих потенциальную опасность. Инженеры из Стэнфорда использовали оптимизирующие библиотеки Intel Performance Primitives (IPP) и ПО «компьютерного зрения» OpenCV для тонкой настройки ПО Junior и максимального увеличения его производительности. Особо отметим, что эти программные технологии были созданы при активном участии сотрудников научно-исследовательских центров Intel в Сарове и Нижнем Новгороде.

Гонки DARPA Urban Challenge начались с нескольких этапов тестовых испытаний. Так, в ходе первого из них автомобили-роботы должны были сначала заехать с внешней стороны круговой дороги внутрь практически сплошного потока автомашин, управляемых водителями, а потом выбраться обратно. Следующим тестом был проезд перекрестка. Скотт Эттингер, один из сотрудников Applications Research Lab корпорации Intel, принимавший самое активное участие в проекте, отметил в своем блоге: «Ни одна из машин-роботов не выполнила тестовые задания абсолютно безошибочно. У водителей, участвовавших в испытаниях, нервы были просто стальными. Как они уворачивались от неожиданных маневров роботов! Это надо было видеть». И все же примерно треть из заявленных команд успешно прошла все тесты.


Автомобиль Junior ожидает просвета в транспортном потоке, чтобы сделать левый поворот во время первого тестового испытания
Наконец, 3 ноября настал самый сложный этап, участие в котором приняли 11 машин без водителей (забегая вперед, отметим, что до финиша добрались только шесть). Каждой команде был выдан флэш-накопитель с содержащимся на нем описанием «миссии», после чего представители команд ввели цифровые инструкции в компьютеры автомобилей-роботов и запустили двигатели. Собственно, это было последнее действие, осуществленное человеком, — дальнейшее управление автомобили, которым предстояло пройти около 60 миль «городской» трассы, принимали на себя. Контрольное время для прохождения маршрута составляло шесть часов, в него удалось уложиться только пяти участникам.

За каждым из автомобилей-роботов следовал автомобиль судейской коллегии, который фиксировал все ошибки участника. У «штабной» машины была так называемая кнопка «Полной остановки» (E-stop), с помощью которой можно было полностью прекратить движение робота, если он попадал в совсем уж опасную ситуацию. Кстати, для двух машин, неожиданно направившихся в стены зданий, ее пришлось задействовать.

Читать еще:  Телевизор Samsung KS8000: плоский флагман


Командный пункт гонок
Зрители и судьи наблюдали за зрелищем с помощью командного пункта, больше напоминавшего центр управления полетами NASA. Каждый автомобиль, управляемый человеком-водителем, располагал видеокамерой, транслировавшей сигнал в командный пункт. Со специального вертолета велась постоянная видеосъемка, которая транслировалась на три гигантских проекционных экрана и комментировали которую Джейми Хайнеман и Грант Имахара, ведущие популярной в США телепередачи «Разрушители легенд» (MythBusters), выходящей на канале Discovery. Кроме того, видео-трансляция велась по Интернету.

Робот Junior прошел дистанцию быстрее всех и первым пересек финишную черту, однако после учета всех ошибок в процессе прохождения трассы уступил первое место и главный приз в 2 млн долл. автомобилю-роботу по имени Boss, созданному сборной командой Университета Карнеги-Меллона и General Motors. Кстати сказать, Boss, построенный на платформе Chevrolet Tahoe, располагал 10 двухпроцессорными серверами на базе двухъядерных процессоров Intel® Core TM 2 Duo — таким образом, робот Boss управлялся с помощью 40 вычислительных ядер. «8-ядерный» Junior в итоге оказался вторым и принес своим создателям приз в 1 млн долл. Третье место с призом в 500 тыс. долл. получили создатели автомобиля Odin из Университета Вирджинии.


Компьютерная система робота Boss Университета Карнеги-Меллона
«Роботы иногда просто потрясают нас, вдохновляя миллионы людей и меняя их представление о том, что возможно сделать в этом мире, — заявил после завершения гонок Вильям Уиттекер, профессор Университета Карнеги-Меллона и руководитель соответствующей команды. — Именно такой момент мы пережили сейчас. Мир изменился, и он уже никогда не будет прежним. И это сделали автомобили-роботы».


Победитель гонок DARPA Urban Challenge — робот Boss
И это не пафос. Гонки в Викторвилле позволили сделать еще один шаг на пути к полной автономизации движения транспорта, что, несомненно, сделает нашу жизнь более безопасной, а наши перемещения — более оптимизированными и эффективными. Компьютеры никогда не устают, они не говорят по мобильным телефонам и не едят гамбургеры за рулем, не отвлекаются для того, чтобы переключить радио-канал или поменять музыкальный диск — а ведь эти и многие другие причины только в США ежегодно уносят жизни примерно 40 тыс. человек! А сколько времени мы проводим, застыв в пробке и нервно вцепившись в «баранку», — разве его нельзя было бы провести в большей пользой для нас самих же?! Словом, дайте волю своей фантазии, и вы поймете, какие заманчивые перспективы предрекают нам роботы из Викторвилля.

Человекоподобный робот Atlas

Американское агентство перспективных исследовательских оборонных проектов (DARPA) продолжает разработку двуногих человекоподобных роботов. Один из прототипов робота носит название Atlas. Посмотрим на него подробнее:

Робот Pet-Proto, предшественник Атласа был представлен в прошлом году и предназначался для демонстрации возможностей прямоходящего двуногого робота. Он мог самостоятельно преодолевать препятствия, принимая решение о выборе пути, прыгать и карабкаться. Робот действовал при поддержке крана и несколько напоминал симулятор пьяного человека:

Аналогично в свое время обстояли дела и с «робомулом», походившим на контуженное животное. Робот предназначался для переноски грузов:

Boston Dynamics — небольшая компания, разрабатывающая самых современных роботов в мире. Она специализируется на расширении динамического контроля и изобретении животных-роботов, которые могут легко перемещаться по пересеченной местности. Совсем недавно Boston Dynamics представил два новых проекта ATLAS и Cheetah, которые будут иметь максимальную мобильность и расширенные программные возможности.

Atlas построен по образу человека: он имеет две ноги, две руки, грудь и голову. Рост робота составляет 188 см, ширина плеч — 76 см, глубина груди — 56 см. Вес — около 150 кг. Больше всего он напоминает робота «T-800″ без кожного покрова из фильма «Терминатор», отмечает CNews.

Машина предназначена для действий в посткатастрофических условиях, спасения людей и т.д. и для этого она наделена возможностью передвигаться по неровным поверхностям и обходить препятствия, используя для этого различные части тела.

Atlas отличается более изящной походкой, он также умеет избегать препятствий, внезапно возникающих на пути, и обходить их. Кроме того, на кадрах видно, как робот успешно противостоит удару 9-килограммовой гири, стоя при этом на одной ноге:

Специализированное оборудование и программное обеспечение позволит ATLAS свободно двигаться и выполнять сложные движения. Эти проекты реализуются только в исследовательских целях и не будут использоваться в гражданской и военной сферах. Возможно, они слишком амбициозны, но компания Boston Dynamics уже доказала, что специалисты компании могут сделать таких роботов, которые когда-то существовали только в научной фантастике.

Робот, например, способен подниматься и спускаться по лестницам, карабкаться и цепляться руками за всевозможные предметы для преодоления препятствий, включая отверстия в полу, возникшие в результате разрушений.

Atlas передвигается на двух ногах попеременно, как человек, балансируя своим телом. В результате его передние конечности остаются свободными, и с их помощью он может переносить различные предметы и манипулировать ими.

Более того, Atlas способен сохранять равновесие при внешнем воздействии. Например, если робота сбоку ударит тяжелый предмет, он начнет балансировать телом, чтобы не упасть. За подобные операции и за управление конечностями и их отдельными частями (например, ступнями) отвечают 28 гидравлических приводов.

Работоспособность 28 приводов обеспечивает гидравлический насос. Также машина оснащена системой охлаждения. В случае падения Atlas защищает внешний металлический каркас, который закрывает все наиболее важные узлы механизма.

В голове робота находятся лазерная система LIDAR, которая позволяет роботу детально изучать местность с помощью отражения лучей света, и стереокамеры.

Atlas не имеет автономного электропитания — оно осуществляется от внешнего источника с помощью длинного гибкого кабеля.

В ближайшее время планируется изготовить 7 экземпляров робота Atlas, каждый из которых будет предоставлен команде-участнику соревнования в области робототехники DARPA Virtual Robotics Challenge. Участники конкурса будут программировать Atlas для выполнения различных действий: перемещение по неровной местности, расчищение завалов, подключение пожарного рукава к гидранту, закрытие крана и создание пролома в стене. Подведение итогов мероприятия запланировано на декабрь этого года.

Ключевые элементы конструкции защищены от повреждений металлическим каркасом.

С понедельника, 8 июля 2013, семь команд, которые участвовали в Виртуальных гонках роботов DARPA VRC (Virtual Robotics Challenge) прибыли в штаб-квартиру Boston Dynamics в Уолтеме, штат Массачусетс, чтобы встретиться и узнать новом члене команды, роботе ATLAS. Как тренер начинает работать с новичком, так и у команд теперь есть время до конца декабря 2013 года поучить ATLAS передвигаться, так как это нужно будет, чтобы преуспеть в Гонках рботов DARPA — DRC (DARPA Robotics Challenge), испытании, в котором каждому роботу придется выполнить ряд задач, аналогичных тому, что может потребоваться в сценариях реагирования на стихийные бедствия.

Эти семь команд не начинают с нуля. Благодаря физическому моделированию DRC, программные алгоритмы, которые были успешно применены командами во время VRC, должны перейти с незначительными перенастройками на аппаратуру ATLAS. ATLAS является одним из самых современных человекоподобных роботов из когда-либо изготовленных, но по существу он является лишь физической оболочкой для программного обеспечения, имитирующего мозг и нервы, которое команды будут продолжать развивать и совершенствовать. Это программное обеспечение вместе с человеком-оператором через блок управления будет управлять набором датчиков, приводов, суставов и конечностей, которые составляют робота. ATLAS способен выполнять весь спектр природных движений и оснащен:

  • Бортовым компьютером управления в реальном времени
  • Гидравлическим насосом и системой распределения тепла
  • Двумя руками, двумя ногами, туловищем и головой
  • 28 суставами с гидравлическим приводом
  • Головками датчиков Carnegie Robotics с лидаром (аналог радара, анализирующий отраженный лазерный свет) и стерео датчиками
  • Двумя парами рук, которые поставила компания iRobot и одной — от национальной лаборатории Sandia

В дополнение к роботу команда, победившая в VRC, получат финансирование от DARPA и постоянную техническую поддержку от Boston Dynamics, разработчика робота ATLAS.

«Виртуальные гонки роботов были полигоном для проверки способности команд создавать программное обеспечение для управления роботом в гипотетическом сценарии. Задачей имитатора DRC было достаточно точное представление причинно-следственных связей реального мира, но опыт был не совсем такой же, как манипулирование фактическим, физическим роботом», сказал Gill Pratt, руководитель программы DRC. «Теперь эти семь команд увидят, могут ли их отточенные алгоритмы моделирования работать с реальной машиной в реальных условиях. И мы ожидаем, что все команды будут и дальше совершенствовать своих алгоритмы, используя как моделирование, так и данные экспериментов».

«Мы резко подняли ожидания от возможностей роботов с проведением этих гонок, а также собрали разнообразную группу команд, чтобы конкурировать», сказал Пратт. «Прогресс команд Track A сделал до сих пор невероятное, учитывая короткие сроки, которые выдвинуло DARPA. Теперь нужно быть готовым к гонкам во время испытаний DRC в декабре, и успех на них означает, что отборочным командам придется добежать до финиша в финале DRC в 2014 году».

Шесть команд Track A, семь команд-победителей VRC и неизвестное количество участников, не обеспеченных финансированием, команды Track D и их роботы будут соревноваться в первый раз в декабре 2013 года на шоссе Homestead-Miami в Хомстеде, штат Флорида, месте проведения испытаний DRC. Соревнование будет уникальным событием, открытым для общественности.

В общем скоро мы дождемся вот такого:

Стоит вам еще напомнить вот такие разработки: История ASIMO или вот Экзоскелет от Cyberdyne

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector