science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Robots navigeren autonoom ondergronds in DARPA-uitdaging

CoSTAR-lid en afgestudeerde Caltech-student Amanda Bouman bedient een robot genaamd Spot, die werd geleverd door Boston Dynamics met autonomie "smarts" geleverd door JPL. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Of robots nu grotten op andere planeten of rampgebieden hier op aarde verkennen, autonomie stelt hen in staat om door extreme omgevingen te navigeren zonder menselijke begeleiding of toegang tot GPS.

De ondergrondse uitdaging, of SubT, test dit soort geavanceerde technologie. Gesponsord door het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), de wedstrijd sloot zijn tweede circuit op woensdag af, 27 februari. De eerste plaats in de competitie was CoSTAR, een 12-robot, 60-koppig team onder leiding van NASA's Jet Propulsion Laboratory (er waren ook winnaars uitgeroepen voor een afzonderlijk, virtuele competitie).

SubT is verdeeld in vier circuits verspreid over drie jaar. Met elke, teams programmeren hun robots om een ​​complexe ondergrondse koers te navigeren. De eerste wedstrijd, afgelopen augustus gehouden, vond plaats in een mijn. Voor de meest recente, genaamd het stadscircuit, teams streden tegen elkaar in een onvoltooide elektriciteitscentrale in Elma, Washington.

De robots van elk team zochten naar een set van 20 vooraf bepaalde objecten, het verdienen van een punt voor elke vondst. Voor het stadscircuit, CoSTAR verdiende 16 punten; het nr. 2-team, met 11 punten, was ontdekkingsreiziger, geleid door de Carnegie Mellon University.

"Het doel is om software voor onze robots te ontwikkelen waarmee ze kunnen beslissen hoe ze verder moeten als ze voor nieuwe verrassingen komen te staan. " zei Ali Agha van JPL, teamleider van CoSTAR. "Deze robots zijn zeer autonoom en nemen voor het grootste deel beslissingen zonder menselijke tussenkomst."

Co-ster, wat staat voor Collaborative SubTerranean Autonomous Robots, bracht machines die kunnen rollen, lopen of vliegen, afhankelijk van wat ze tegenkomen. Onderweg, de bots moeten de omgeving in kaart brengen en objecten vinden zoals een warme mannequin die een overlevende van een ramp simuleert of een verloren mobiele telefoon met een wifi-signaal. Deze specifieke cursus, die tot doel heeft een stedelijke omgeving te simuleren, omvatte ook een kooldioxide-lek en een ventilatieopening voor warme lucht.

Collaborative SubTerranean Autonomous Robots (CoSTAR) ontwikkelt robots die autonoom grotten kunnen verkennen, kuilen, tunnels en ander ondergronds terrein. Kijk hoe het team en hun team van robots zich voorbereiden op het DARPA Subterranean Challenge Urban Circuit tijdens een oefenrun op Elma High School in Elma, Washington, in de dagen voorafgaand aan de wedstrijd.

Bij het team voor het Urban Circuit was een vierbenige robot genaamd Spot, die werd geleverd door Boston Dynamics.

"Een van de twee cursussen die we moesten lopen had meerdere niveaus, dus het was geweldig dat de Boston Dynamics-robots fantastisch waren op trappen, " zegt Joel Burdick, een Caltech-professor en JPL-onderzoeker. Hij is de leider van de Caltech-campussectie van het CoSTAR-team.

Terwijl de bots onderzoeken, ze sturen video en digitale kaarten terug naar een enkele menselijke supervisor, met wie ze de eerste 100 voet (30 meter) of zo van de cursus in radiocontact bleven. Ze kunnen dat bereik uitbreiden door communicatieknooppunten te laten vallen, een soort draadloze repeater.

Eenmaal buiten contact, het is aan elke robot om te beslissen of hij doorgaat of teruggaat om het team op de hoogte te houden. Elk moet ook vertrouwen op mede-robots om toegang te krijgen tot verschillende niveaus van de cursus. Bijvoorbeeld, een robot op wielen kan een viervoeter vragen om een ​​trap te beklimmen of af te dalen.

"Deze cursussen zijn zeer zeer uitdagend, en het grootste deel van de moeilijkheid ligt in het communiceren met de robots nadat ze buiten bereik zijn, "Zei Agha. "Dat is van cruciaal belang voor NASA:we willen robots naar grotten op de maan of Mars sturen, waar ze zelf op verkenning moeten gaan."

Door grotten op de maan of Mars in kaart te brengen, kunnen goede schuilplaatsen voor toekomstige astronauten worden geïdentificeerd. Bovendien, als het al bestaat, microbieel leven heeft een betere overlevingskans onder het oppervlak van Mars of in de ijzige zeeën van planetaire manen, zoals Europa, Enceladus en Titan. NASA wil in deze regio's naar leven zoeken, waar robots vaak geen contact zouden hebben.

Het volgende circuit in de Subterranean Challenge zal in augustus plaatsvinden in een niet nader genoemd natuurlijk grottennetwerk. Een laatste circuit dat tunnels combineert, stedelijke omgevingen en natuurlijke grotten zullen plaatsvinden in augustus 2021. Teams die deelnemen aan dat laatste evenement hebben de kans om tot $ 2 miljoen aan financiering van DARPA te winnen.