Умный робот с налёта завершил невыполнимую миссию
Представьте, что маленький летающий робот попал в настоящий лабиринт из незнакомых ему комнат и коридоров. Без каких-либо команд от операторов, без сигналов GPS, в настоящем времени он обязан сориентироваться в обстановке и отыскать заданную цель, добравшись до неё скоро и без аварий, не заблудившись по дороге. Это уже действительность.
Как раз таков летательный микро-аппарат (micro air vehicles — MAV), выстроенный в группе «Надёжных роботов» Массачусетского технологического университета (Robust Robotics Group). Основной задачей при его создании была шлифовка независимой навигации, талантливой в тесных закрытых помещениях прямо на ходу выстраивать «в голове» трёхмерную карту местности и сообразно ей планировать собственное предстоящее перемещение.
MAV из Массачусетса выстроен по четырёхроторной схеме – четыре подъёмных винта размещены по углам этого «вертолёта» (корректнее сообщить — летающей платформы). Поперечник аппарата образовывает приблизительно 60 сантиметров –достаточно мало, дабы нормально попадать в двери. Вращают винты электромоторчики, приобретающие питание от бортовых аккумуляторная батарей.
Одна из прошлых предположений четырёхроторной автомобили из Массачусетса испытывалась на природе. Но, как выяснилось, летать в помещениях в определённом смысле сложнее.
В случае если машина обязана двигаться самостоятельно (фото Robust Robotics Group).
Главные органы эмоций у новинки – комплект лазерных дальномеров, непрерывно сканирующих окружающий мир в горизонтальной плоскости. Смещение автомобили вверх-вниз разрешает ей выстраивать карту помещений в количестве, тому же содействуют и лёгкие наклоны корпуса.
Эти колебания, происходящие естественным образом из-за воздушных потоков, имели возможность бы сбить электронный мозг робота с толку – так как при таких условиях лучи идут по косой и нарушается оценка расстояния до предметов. Но ведомая доктором наук Николасом Роем (Nicholas Roy) команда отыскала выход: в робота встроили акселерометры и гироскопы, с высокой точностью определяющие крен. Особый метод в настоящем времени вносит поправку на наклон при оценке отражений от лазеров.
В один момент программа борется со сносом, появляющимся из-за случайного наклона корпуса, обдумывает предстоящие шаги (наблюдает, где машина уже побывала и где просматриваются неисследованные тупики), и всё – достаточно скоро, дабы машине не приходилось «садиться и думать», так как в важном задании (разведка, поиск пострадавших в аварийном строении и без того потом) любая 60 секунд на счету. Такая продуманность софта и придаёт машинке необычные свойства.
Имеется ещё последовательность хитростей. В случае если робот летит по долгому коридору, в котором теряется его луч (дальномер трудится до 30 метров), софт направляет лазеры чуть в сторону, так, дабы они всегда «цеплялись» за предметы и стены. Так, машина не только избегает препятствий, но и определяет собственную скорость, корректируя её, дабы не врезаться во что-нибудь.
В дополнение к лазерам MAV от Robust Robotics оснащён оптической совокупностью, помогающей определять препятствия, и камерой, ведущей репортаж для людей-наблюдателей (в принципе у автомобили имеется и очевидный режим дистанционного управления, но основная её изюминка – как раз возможность независимой работы). А как MAV показал себя, мы на данный момент поведаем.
Прошлым летом Интернациональная ассоциация беспилотных транспортных средств (AUVSI), объединяющая разработчиков независимых летающих, плавающих и ездящих автомобилей, совершила очередное соревнование летающих роботов — IARC (International Aerial Robotics Competition). Это состязание принимал у себя университет Пуэрто-Рико в Маягуэсе (University of Puerto Rico at Mayaguez).
Цель AUVSI – претворение фантастики в судьбу. Дабы выстроить для того чтобы разведчика, прежде всего стоит поразмыслить о его «мозгах».
Как раз их и тренируют конкурсы данной ассоциации (иллюстрация AUVSI).
Ежегодное соревнование проходило в 19-й раз, но в первый раз в его истории произошёл приятный рекорд. Поясним, для команд-участниц и их независимых машинок организаторы IARC придумывают так именуемые миссии – сценарии работы устройств и определённые задания. И в этом году миссия была всего-то пятая по счёту. Из-за чего?
А просто задание сменяется лишь по окончании того, как хоть одна команда его выполнит (и победит основной приз).
Так вот, до сих пор ни разу ни один университет либо компания, привозившая собственного робота на IARC, не побеждала миссию в первоначальный её год. Начальную задачу от AUVSI команды штурмовали три года подряд, а четвёртую (решённую в 2008-м) – аж в течение восьми лет кряду.
Robust Robotics Group же совершила мелкое чудо – она победила IARC 2009, опередив шестерых соперников и удачно сделав миссию номер пять в первоначальный же год её объявления. А ведь сложность конкурсов всегда росла.
Robust Robotics MAV в лабиринте и глава группы Николас Рой (кадры AUVSI, MIT).
Так, в первой миссии беспилотники должны были самостоятельно перенести маленький груз из одного финиша площадки в второй, а в четвёртой – пролететь по открытой местности три километра, а после этого отыскать определённое строение и залететь в него. Пятая же миссия – это ориентация в закрытом помещении без каких-либо внешних сигналов, не имеет значения, со спутника ли, от радиомаяков либо от пульта дистанционного управления. Причём это помещение, про которое робот не должен заблаговременно ничего «знать».
Прекрасно, что аппарат от Robust Robotics заблаговременно потренировался у себя на родине.
Ужасную историю по мотивам известной катастрофыпридумали устроители данной битвы, дабы обыграть сценарий пятой задачи. В некоем Украинистане взорвался реактор на АЭС. Люди либо погибли, либо безотлагательно эвакуированы, уровень радиации – зашкаливает за все мыслимые нормы.
Аварийная автоматика заглушила два из трёх оставшихся реакторов, но ещё один остался включённым, что воображает опасность.
Робот обязан через разбитое окно попасть вовнутрь станции, пролететь через все коридоры и определить (по светодиодам) «основной пульт управления». Его изображение MAV и обязан передать людям по радио, дабы эксперты оценили положение тумблеров, заметили сигналы индикаторов и придумали выход из положения.
Легенда для пятой миссии была придумана с размахом, не смотря на то, что декорации были примитивными на вид. Иначе – это же не представление (иллюстрации AUVSI).
Лабиринт-АЭС в Пуэрто-Рико выстроили из картона и фанеры. Так же как и основной пульт. В расставили толику препятствий.
И пригласили команды.
MAV из Массачусетского технологического – единственный из многих автомобилей безукоризненно справился (пускай с четвёртой попытки): он долетел до помещения с пультом, не врезавшись ни в один предмет, опознал пульт по лампочкам и передал картину судьям. И уложился притом в пять мин.. Как это случилось, возможно заметить на снимках и видео ниже.
Помыкавшись между декорациями и разработав их замысел, робот заметил «пульт АЭС» (внизу слева – кадр с бортовой камеры). Справа внизу: команда-победитель у знаменательного «пульта» (фотографии AUVSI).
$10 тысяч призовых дополнили радость массачусетской команды. Более того, правильно IARC, ни разу ещё не использовавшимся, группе Николаса вернули $1 тысячу вступительного взноса. Именно за то, что победа пришла в первом же году существования новой миссии.
Так что в 2010-м AUVSI разыграет уже миссию номер шесть.
В соответствии с правилами IARC это будет задание, которое неимеетвозможности сейчас выполнить ни один существующий гражданский либо армейский робот-беспилотник.
Машинка обязана незаметно пробраться в строение разведки республики Нари, окружённое забором под напряжением, применяя слепые территории камер безопасности (информация добыта заблаговременно) и избегая регулярных обходов стражи, отыскать определённое помещение, а в нём – лежащую флешку с тайной информацией.
Флешку необходимо изъять, а на её место положить такую же пустую, дабы соперник не увидел пропажи, по окончании незаметно вылететь из строения. И всё это – без дистанционного управления, руководствуясь лишь своим «умом».
Завлекательные картинки для иллюстрации шестой миссии. Специалисты предвещают, что для её исполнения машинкам будет необходимо значительно нарастить собственные таланты в пространственной ориентации, ускорить работу «мозгов» (иллюстрации AUVSI).
Очевидно, никакой республики Нари нет, как не существует и Украинистана, а грозное строение спецслужбы будет выстроено всё в том же кампусе университета Пуэрто-Рико из досок и папье-маше. Но от этого роботам, каковые выйдут на старт в августе, легче не станет.
Призовой фонд соревнования на 2010-й снова образовывает $10 тысяч, но любой последующий год, в случае если никто не выполнит задачу, устроители будут увеличивать приз ещё на $10 тысяч. Весьма интересно, сколько лет миссия-6 будет принимать во внимание невыполнимой?
