Битва роботов началась с неожиданной победы

Закончился первый этап конкурса DARPA Robotics Challenge, победу в нем неожиданно одержал японский робот SCHAFT, который хорошо справился с большинством непростых задач.

Конкурс Robotics Challenge, проводимый американским оборонным научным агентством DARPA, должен помочь в создании роботов, которые могут заменить людей в экстремальных ситуациях. В DARPA надеются получить универсальную автономную машину, с «руками» и «ногами», способную передвигаться так же ловко, как человек, работать с теми же инструментами в самых опасных местах, таких как аварийные энергоблоки АЭС, зоны боевых действий и разлива токсичных веществ, пожары и т.д.

Многие эксперты полагали, что больше всего шансов на победу у роботов Atlas компании Boston Dynamics и робота НАСА Valkiryie. Объясним, каким образом изначально военный Atlas принимал участие в конкурсе и почему один и тот же робот в конкурсе выходил под разными названиями. Дело в том, что в июне 2013 года специалисты DARPA выбрали 26 команд, которые не строили робота, а писали программное обеспечение для уже готового и весьма совершенного с точки зрения аппаратного обеспечения робота Atlas. Эти команды разрабатывали софт и участвовали в Robotics Challenge за свой счет. В итоге, были отобраны несколько команд, добившихся наиболее выдающихся успехов в разработке «мозгов» для Atlas-а – эти команды и участвовали в нынешнем этапе соревнований. Именно поэтому робот Atlas выходил на площадку с логотипами разных команд: IHMC Robotics, MIT, HKU, TRACLabs, TROOPER, ViGIR, WPI Robotics Engineering C Squad (WRECS).

Робот Atlas выступал под управлением различного программного обеспечения. По конструкции своего «тела», он максимально близок к человеку, что в некоторых случаях очень полезно

Софт, разработанный в IHMC Robotics, позволил Atlas-у занять 2-е место с 20-ю очками. Команда MIT набрала 16 очков, WRECS и TRACLabs по 11 очков, TROOPER 9 очков, ViGIR 8 очков, HKU 3 очка. Таким образом, робот Atlas продемонстрировал большой потенциал и удачную конструкцию, сочетающую максимальную антропоморфность и современные сенсоры. Как и следовало ожидать, после конкурса большой контракт получил любимый подрядчик Пентагона – компания Lockheed Martin, чья система управления для Atlas-а в конкурсе выступала под названием TROOPER. Хоть TROOPER набрал и не самое большое количество очков, специалисты DARPA, видимо, посчитали, что крупная компания лучше справится с разработкой системы искусственного интеллекта для столь сложного робота.

Робот SCHAFT, победитель первого этапа Robotics Challenge. Он сделан на базе проверенного аппаратного и программного обеспечения, а потому смог одержать победу над роботами, разработанными с нуля

Победитель первого этапа конкурса – это японский гуманоидный робот SCHAFT, основанный на конструкции проверенного робота HRP-2 компании SCHAFT Inc. По сумме очков, набранных во время разных испытаний, SCHAFT занял первое место на первом этапе соревнований – 27 очков из 32 возможных. Эта неказистая на вид машина имеет непропорционально большой «торс», птичьи «ноги» и длинные многосуставчатые «руки». SCHAFT имеет высоту чуть менее 1,5 м и весит 95 кг.

Несмотря на неуклюжий вид, конструкция SCHAFT весьма продуманная и устойчивая. Объемный на вид корпус наполнен относительно легкой электроникой, которая не смещает центр тяжести робота вверх. Длинные руки не только удобны тем, что могут дотянуться до удаленных предметов - они позволяют роботу опираться на вытянутые конечности и «локти» без необходимости применения сложных схем движения, вроде вставания на «колено».

В отличие от большинства остальных роботов, SCHAFT двигался довольно быстро и производил впечатление «уверенной» в своих действиях машины. Надо отметить, что это не обязательно говорит о тотальном превосходстве японского робота. Дело в том, что по условиям конкурса робот должен был справиться с заданием в течение определенного времени, например разобрать завал за 30 минут или проехать дистанцию за 1 час 15 минут. Это довольно много времени для таких задач, поэтому «торопить» робота особого смысла не было.

В целом же, роботы пока не очень быстрые, но уже впечатляют, например пройти по завалу из бетонных блоков (отрезок общей длиной 12 м) даже ловкому человеку не так и просто – желательно иметь защиту рук и ног, но и при этом высока вероятность ушибиться, подвернуть или даже сломать ногу. Особенное впечатление на зрителей произвела «залихватская» манера вождения SCHAFT: одной рукой робот держался за раму небольшого грузовичка, а другой за руль.

Кстати, вождение пока дается роботам сложнее всего: органы управления автомобилем, предназначенные для человека, требуют от роботов очень точной работы манипуляторов, обратной связи и совершенных алгоритмов обработки информации. Наверняка было бы проще управлять машиной напрямую: электронными сигналами, а не через педали и руль. Пока же вождение роботов - это серия рывков и остановок, правда, роботы все же доезжают к месту назначения.

Робот НАСА Valkiryie стал самым большим разочарованием первого этапа Robotics Challenge – он набрал 0 баллов. Это самый красивый гуманоидный робот – он очень похож на человека в диковинном скафандре и выглядит практически готовым к серийному производству образцом. К сожалению, у построенного с нуля робота Valkiryie пока еще слишком «сырое» программное обеспечение, которое не позволяет реализовать все возможности великолепного шасси, оснащенного подвижными конечностями и множеством сенсоров.

Робот НАСА Valkiryie не набрал ни одного балла, хотя выглядит он действительно красиво

По итогам первого этапа конкурса Robotics Challenge можно сказать, что уже удалось добиться важного этапа на пути к роботизации опасных профессий: все роботы, представленные в конкурсе, с точки зрения аппаратной части потенциально могли выполнить поставленные перед ними задачи. Пока есть проблемы лишь с программным обеспечением, которое часто неспособно реагировать на сложившуюся ситуацию. В частности, по мнению специалистов из RoboSimian при разборе тестового завала проще было оттащить металлическую ферму и пройти вперед, не обращая внимания на доски. Однако, условия соревнований и алгоритмы управления заставляли роботов разбирать завал, принимая вес металлической фермы и досок на «скелет» и «мышцы» робота. В реальной ситуации не имеет значения, как действовать – главное результат и скорость. В случае с завалом, человек это понимает, а робот пока нет, из-за чего ему приходится выполнять много лишней работы, которая иногда ставит электронный мозг в тупик. Роботам приходится за секунду обрабатывать огромное количество информации, наш мозг справляется с этим легко, а электронный - пока нет.

Робот TARTAN RESCUE показал себя очень неплохо: 18 очков и третье место. Большие возможности конечностей робота обеспечивают ему высокие скорость и подвижность

Тем не менее, в DARPA полны оптимизма: многие роботы справились с половиной поставленных задач, включая такие сложные, как проделывание отверстий в стене с помощью обычной дрели. Для роботов, которые действуют полностью автономно, то есть не управляются дистанционно, - это большое достижение. В 2014 году пройдет следующий этап конкурса Robotics Challenge, но уже сейчас очевидно, что после решения проблемы с программным обеспечением и компактными источниками питания, роботы поступят на службу в армию и подразделения спасателей. Это может случиться уже в ближайшие десятилетия.