Все новости от 29 июля 2003 г.

Робопробег из Лос-Анджелеса в Лас-Вегас

Капитан команды Team Loghiq, Кейб — один из многих инженеров, ученых и любителей роботов, которые приняли вызов Darpa Grand Challenge и стали участниками конкурса, призванного служить генератором идей, которые в идеале приведут к разработке самоуправляемых боевых машин.

Попросту говоря, Управление передовых исследований Минобороны США (DARPA) готово заплатить 1 млн $ команде, чей беспилотный внедорожник быстрее всех проберется через пустыню и покроет путь от Лос-Анджелеса до Лас-Вегаса. Робопробег, который нужно выиграть в течение 10 часов, состоится 13 марта будущего года.

Трудность в том, что на 250-мильном маршруте — который станет известен только за два часа перед стартом — робокарам придется преодолеть (или объехать) песок, грязь, камни, ямы, колючую проволоку, горы и по крайней мере один участок, где не работает система глобального позиционирования (GPS). (Люди не могут вмешиваться в управление; можно посылать только команды аварийной остановки и рестарта).

Как ожидается, машины будут двигаться со средней скоростью 25 миль в час, иногда ускоряясь до 50 миль в час, но при этом они должны уметь резко поворачивать или останавливаться. «Главная проблема, не считая поиска средств, заключается в том, чтобы обнаруживать препятствия в реальном времени и избегать их. Готового решения на сегодняшний день просто не существует», — говорит Кейб.

Как и других участников, Кейба одолевают сомнения в способности хоть одной машины выполнить задание DARPA. Тем не менее он принял вызов: «Я инженер. Я не могу оставаться в стороне от такого проекта».

Идея состязания выросла из решения Министерства обороны расширить использование высоких технологий в боевых действиях. Оно хочет, чтобы к 2015 году треть всех боевых машин действовали без водителя, говорит ответственный за Darpa Grand Challenge Дон Шипли. Военные уже используют беспилотные летающие аппараты, такие как радиоуправляемые машины, применявшиеся в боевых действиях в Персидском заливе и в Йемене.

Конгресс утвердил формат состязаний несколько лет назад. «Идея в том, чтобы привлечь к этому предмету свежие мозги, отвлечься от «Локхидов» и «Грумманов», — говорит Шипли, намекая на поставщиков военной техники Lockheed Martin и Northrop Grumman. По его словам, в будущем DARPA планирует проводить состязания с участием машин разных типов, решающих разные технологические задачи.

Получив отзывы 34 зарегистрировавшихся участников конкурса, государственное ведомство изменило первоначальные правила. В первой редакции говорилось, что в машинах не должно быть водителя-человека. Один участник спросил, означает ли это, что водителем может быть шимпанзе? Теперь в правилах сказано, что машиной не должно управлять никакое живое существо.

Некоторые аппараты конструируют специально для этих гонок. Другие переделывают из существующих. Например, проект theArctic Tortoise, спонсируемый Географическим институтом Университета штата Аляска, представляет собой Jeep Cherokee 1992 года, оборудованный датчиками, мощными бамперами и бортовыми компьютерами.

Наследники мистера Магу
Пожалуй, главная техническая задача заключается в том, чтобы не заблудиться в дебрях пустыни.

Коммерчески доступные системы навигации GPS — обычно используемые для управления тракторами или для наведения следящей аппаратуры — имеют точность в пределах метра. Это означает, что гоночная машина, сошедшая с колеи, может быстро и легко вернуться на нужный курс.

Но системы GPS неспособны обнаруживать скалы и овраги, а иногда не срабатывают во время пыльной бури. Поэтому участники состязаний обвешивают свои машины датчиками, камерами и акселерометрами. Для улучшения навигации они собирают данные об объектах, находящихся в поле зрения машины, и вводят их в бортовые компьютеры. Некоторые усиливают свои машины радарами и сонарами.

«Если показания всех датчиков согласованны, мы даем полный вперед, — говорит капитан команды CyberRider Айвар Шонмайер, основная работа которого — главный специалист по насосам одной южнокалифорнийской компании. — Но если все эти датчики по какой-то причине работают вразнобой, мы выбираем самую надежную систему и едем потихоньку».

Однако решения должны приниматься быстро, а вероятность ошибки огромна. Машина, движущаяся со скоростью 45 миль в час, за одну секунду перемещается примерно на 18 м. «На то, чтобы остановиться или замедлить ход, остается всего около четырех секунд», — говорит Ричард Рукик, инженер-механик из Университета штата Аляска в Фэрбанксе, возглавляющий команду Arctic Tortoise. Если бортовой компьютер быстро не отреагирует на изменение данных, машина может закончить свой путь в канаве.

Большинство команд все еще находится на стадиях предварительного планирования и испытаний. Например, члены команды Arctic Tortoise недавно завершили испытания Cherokee на ракетодроме Poker Flat Rocket Research Range Университета штата Аляска (по словам Рукика, это единственный в мире ракетодром, принадлежащий университету). Теперь они потрошат внутренности джипа, подготавливая место для установки компьютеров.

Машины, которые будут участвовать в Grand Challenge, сильно отличаются друг от друга как по конструктивным идеям, так и по бюджетам. Один из признанных фаворитов — машина Университета Карнеги-Меллона Sandstorm. За проект там отвечает Уильям Уиттакер «Красный», профессор робототехники. (Роботы его конструкции помогали расчищать завалы после аварии на электростанции Three Mile Island в Филадельфии.)

Еще одна команда, из CalTech, состоит из нескольких студентов и штатного руководителя проекта, которые работают над машиной вместе с профессорами университета. В число их корпоративных спонсоров входят IBM и Northrop Grumman.

По оценкам некоторых участников, бюджеты проектов Caltech и CMU могут составить 5-6 млн $. У большинства их соперников бюджеты приближаются к 100 тыс. $, плюс пожертвования и большой объем бесплатной работы. И все же бюджет не помеха изобретательности. Например, Team Loghiq конструирует машину-перевертыш, которая может ехать даже вверх дном. Она будет состоять из относительно плоской платформы, установленной на специальных полутораметровых колесах. Основные материалы конструкции — углеродное волокно, титан и кевлар. «У нас будет самая легкая машина», — говорит Кейб, который участвует также в гонках управляемых машин на солнечных батареях.

Предполагается, что машина Loghiq будет оснащена «танковым» рулевым управлением, то есть колеса можно будет попеременно останавливать и вращать. Большинство других участников используют автоматические рули и подвижные передние колеса. Тайваньская компания Via Technologies подарила команде Loghiq материнские платы mini-ITX и микропроцессоры для бортовых компьютеров.

Ключи на старт!
Следующим важным этапом станет 14 октября, когда участники должны представить техническую документацию, описывающую их работу для DARPA. Затем жюри определит, соответствуют ли планы правилам конкурса и исполнимы ли они технически. Вероятно, многие из 34 зарегистрированных участников сойдут с дистанции уже на этой стадии.

Большинство команд надеется подготовить действующие машины к началу 2004 года. В марте все соберутся в Южной Калифорнии на симпозиум DARPA и техническую инспекцию. За два часа до старта команды смогут загрузить в бортовые компьютеры маршрут, по которым будут составлены цифровые карты.

Участники заявляют, что, хотя получить приз в миллион долларов будет приятно, это не главное. «Почему я участвую в конкурсе? Чтобы расширить свои горизонты и сделать что-то, чего никогда раньше не было, — говорит Шонмайер. — Эверест покорен, Северный полюс уже открыт...» 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Petr Chulkov - petrchulkov.net 29 Jul 2003 7:19 PM
вот вот.. с таких эксперементов всё и начинается .. и получим rise of the machines.. лет так через N...
	Мария Сахинова - maria_sakhinovahotmail.com 29 Jul 2003 11:26 PM
Роботами-внедорожниками будет управлять российский "цифровой мозг". Разработчики ЦМ "Умник" планируют испытать свои "мозги" в забеге и продемонстрировать возможности передовых российских технологий, которыми, увы, воспользуется отнюдь не наше государство. Почему-то участие россиской компании в таком ярком событии остается в тени, а ведь есть чем гордиться.
	Дима 30 Jul 2003 10:36 AM
А мне почему-то сразу вспомнился "Обитаемый остров" Стругацких. Кто не читал -- прочтите.
	тупорылов - netnet.ru 30 Jul 2003 5:18 PM
ЛА и при чем здесь обитаемый остров?
	Архимед 31 Jul 2003 12:08 PM
Отлично! Натаскают роботов бегать, запрягут в упряжь с плугом и отправят готовить почву для Yukon & Longhorn!
	shadow 15 Mar 2004 4:10 PM
Может, кто-нибудь знает, как связаться с Уильямом Уиттакером???