DARPA地下自主机器人导航挑战赛

时间:2020-03-09 18:37 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

DARPA地下自主机器人导航挑战赛

无论机器人是在探索其他星球的洞穴还是地球上的灾区,自主能力使它们能够在没有人类指导或GPS的情况下在极端环境中航行。

Subterranean的挑战,或SubT,是测试这种尖端技术。在美国国防部高级研究计划局(DARPA)的赞助下,该比赛于2020年2月27日(周三)结束了第二轮比赛。在竞赛中获得第一名的是CoSTAR,一个由美国宇航局喷气推进实验室领导的60人的12个机器人团队(还有一个单独的虚拟竞赛的获胜者)。

DARPA地下自主机器人导航挑战赛

SubT在三年内分为四个电路。每个团队都为他们的机器人编程,让它们在复杂的地下道路上导航。去年8月举行的第一场比赛是在一个矿井里举行的。最近的一次比赛叫做“城市赛道”(Urban Circuit),参赛队伍在华盛顿埃尔玛(Elma)一座尚未完工的发电厂内相互竞赛。

每个团队的机器人搜索20个预先确定的目标,每搜索一个目标得1分。在城市赛车场,合演获得16分;排名第二的是卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)领导的探险者队(Explorer),获得11分。

协作式地下自主机器人(CoSTAR)正在开发能够自主探索洞穴、坑、隧道和其他地下地形的机器人。在比赛前的几天里,在位于华盛顿埃尔玛的埃尔玛高中,观看这支队伍和他们的机器人小队为DARPA的城市地下挑战赛做准备。

我们的目标是为我们的机器人开发软件,让它们在面对新惊喜时决定如何前进。喷气推进实验室的CoSTAR’团队领导Ali Agha说。这些机器人高度自治,在很大程度上不需要人工干预就能做出决定。

CoSTAR是“协作式地下自主机器人”(Collaborative SubTerranean Autonomous Robots)的缩写,它带来了可以滚动、行走或飞行的机器,这取决于它们遇到了什么。在此过程中,这些机器人必须绘制环境地图,并找到像温暖的人体模型这样的物体,模拟灾难幸存者或丢失的带有Wi-Fi信号的手机。这个特别的课程,旨在模拟一个城市环境,也包括一个二氧化碳泄漏和一个温暖的空气出口。

DARPA地下自主机器人导航挑战赛

波士顿动力公司(Boston Dynamics)提供了一个名为Spot的四足机器人,加入了城市环线的团队。

我们要跑的两门课程中有一门是多层的,所以波士顿动力公司的机器人在楼梯上的表现非常出色,这是非常棒的。加州理工学院教授、喷气推进实验室研究科学家乔尔·伯迪克说。他是CoSTAR团队加州理工学院校区的负责人。

在机器人探索的过程中,它们会将视频和数字地图发回给单一的人类主管,在整个过程的前100英尺(30米)左右的时间里,它们一直与人类主管保持无线电联系。他们可以通过丢弃通信节点(一种无线中继器)来扩展这个范围。

一旦失去联系,就由每个机器人决定是继续前进还是后退,以便更新团队。每个机器人还必须依靠其他机器人进入不同级别的课程。例如,一个轮式机器人可能会要求一个四足机器人爬或下一段楼梯。

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这些课程非常具有挑战性,其中最大的困难在于当机器人超出他们的能力范围后,如何与它们进行交流。将军说。这对NASA来说至关重要:我们想把机器人送到月球或火星的洞穴里,在那里它们必须自己探索。

在月球或火星上测绘洞穴可以为未来的宇航员找到好的避难所。此外,如果它真的存在,微生物有更好的机会生存在火星表面下或行星卫星的冰海中,如木卫二、土卫二和土卫六。美国宇航局希望在这些机器人经常失去联系的地区寻找生命。

下一轮的地下挑战将于今年8月在一个未公开的天然洞穴网络中进行。最后一个融合了隧道、城市环境和天然洞穴的赛道将于2021年8月完工。参加决赛的队伍有机会从DARPA获得高达200万美元的资助。

配角,包括喷气推进实验室;加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室;麻省理工学院;韩科院(韩国科学技术高级研究院);瑞典吕勒奥理工大学;和行业合作伙伴。

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