DARPA Robotics Challenge - DARPA Robotics Challenge
DARPA Robotics Challenge ( DRC ) byla výhra soutěž financovaný americkou Defense Advanced Research Projects agenturou . Konalo se od roku 2012 do roku 2015 a jeho cílem bylo vyvinout poloautonomní pozemní roboty, kteří by mohli dělat „složité úkoly v nebezpečných, zhoršených prostředích vytvořených člověkem“. Konžská demokratická republika následovala DARPA Grand Challenge a DARPA Urban Challenge . Začalo to v říjnu 2012 a mělo probíhat přibližně 33 měsíců třemi soutěžemi: Virtual Robotics Challenge (VRC), která se konala v červnu 2013; a dvě živé hardwarové výzvy, zkoušky DRC v prosinci 2013 a finále DRC v červnu 2015.
Kromě urychlení vývoje poloautonomních robotů se DRC rovněž snažilo zpřístupnit vývoj robotického softwaru a systémů i po skončení programu. Za tímto účelem DRC financovalo přizpůsobení robotického simulátoru GAZEBO Open Source Robotics Foundation (OSRF) pro účely DRC a konstrukci šesti robotů Boston Dynamics ATLAS, které byly předány týmům, které ve VRC fungovaly nejlépe.
Dr. Gill Pratt, programový manažer DARPA Robotics Challenge popsal DARPA a její cíle s Robotics Challenge:
Úlohou DARPA je podněcovat inovace. Děláme to soustředěným krátkodobým úsilím. Vybíráme věci, které nejsou nemožné, ale také nejsou příliš nízké. Bereme tedy velmi rizikové hazardní hry a tato rizika mají obrovské přínosy. Takže pokud budeme úspěšní, znamená to, že tito roboti budou skutečně schopni něco změnit. Zejména ve scénářích katastrof, díky nimž je společnost odolnější. Poučení z původní výzvy [DARPA Grand Challenge - auta bez řidiče] spočívá v tom, že vytrvalost se vyplatí. Je důležité, pokud víte, že technologie je téměř tam a můžete trochu vidět světlo na konci tunelu, trochu vytrvalosti se vyplatí. V zkoušky doufám, že některé týmy získají nějaké body. Nemyslím si, že nějaký tým získá všechny body, které tam jsou. Možná žádný tým nezíská ani polovinu bodů, než kolik je. Ale myslím si, že některým týmům se povede mírně dobře. Očekávám, že roboti budou pomalí. To, co právě teď hledáme, je, aby týmy zvládly stejně dobře zhruba jednoleté dítě. Pokud se tam dokážeme dostat, pak si myslíme, že máme dobrý důvod se domnívat, že některé z těchto týmů s pokračujícím přetrváváním po další rok budou skutečně schopny předvést roboty, které ukazují užitečnost, kterou tyto věci mohou mít ve scénáři skutečné katastrofy. DARPA je v inovačním podnikání, nikoli v rozvojovém podnikání. Co tedy uděláme, je, že počkáme, až bude technologie téměř připravena na něco velkého, a poté přidáme soustředěné úsilí, abychom něco katalyzovali. Neznamená to, že to vezmeme celou cestu do systému, který je nasazen, nebo na trh. Spoléháme na to, že to udělá komerční sektor. Poskytujeme však popud, další tlak, který technologie k tomu potřebuje.
Podrobnosti výzvy
Robotická výzva se zaměří na scénáře katastrof nebo reakce na mimořádné události. Ačkoli se požadavky mohou v průběhu soutěže měnit, počáteční požadavky na úkoly pro robotické vstupy jsou:
- 1. Projeďte na místě užitkové vozidlo.
- 2. Cestujte z demolice přes sutiny.
- 3. Odstraňte nečistoty blokující vchod.
- 4. Otevřete dveře a vstupte do budovy.
- 5. Vyjděte po průmyslovém žebříku a projděte průmyslovým chodníkem.
- 6. Pomocí nástroje prorazte betonový panel.
- 7. Vyhledejte a zavřete ventil poblíž netěsného potrubí.
- 8. Připojte požární hadici k stoupacímu potrubí a zapněte ventil.
Soutěž byla rozdělena do několika stop. Skladby A a B dostávají financování DARPA, zatímco skladby C a D zpočátku neobdrží žádné financování DARPA. Dráhy B a C projdou výzvou Virtual Robotics Challenge (VRC), po níž mohou úspěšné týmy získat finanční prostředky na další etapy. Aplikace pro stopy A a B byly uzavřeny v květnu 2012. Okno aplikace stopy C se zavřelo 18. prosince 2012, ačkoli se o pozdních aplikacích stále uvažuje od ledna 2013, i když si účastníci mohou stále stáhnout simulátor DRC, aplikaci typu open-source vytvořenou Open Source Robotics Foundation. Track D byl otevřen pro registraci do října 2013.
Přihlašovací web pro stopy C a D (bez financování) ukazuje ilustrace robotů, které se nejvíce shodují s humanoidním uspořádáním (dvounohý se dvěma rameny). Mohou však být možné i jiné konfigurace, jak dokládá ilustrace „Robosimian“ navržená laboratoří Jet Propulsion Laboratory NASA.
Rozdíly
Na rozdíl od předchozích výzev nemusí účastníci DRC stavět své roboty od nuly. DARPA poskytne některým účastníkům „robotickou hardwarovou platformu s rukama, nohama, trupem a hlavou. V srpnu 2012 oznámila společnost DARPA, že společnosti Boston Dynamics zaplatí přibližně 10,9 milionu USD za vybudování sedmi platforem založených na projektu PETMAN do srpna 2014.
Součástí soutěže budou také úkoly „pod dohledem autonomie“, ve kterých bude umožněno / vyžadováno neodborným operátorům dokončit úkoly pomocí robotického vozidla. Výzva se zaměří na schopnost dokončit takové úkoly pod dohledem autonomie „navzdory nízké věrnosti (malá šířka pásma, vysoká latence, přerušovaná) komunikace.“
Zkoušky
Zkoušky Konžské demokratické republiky se konaly 20. a 21. prosince 2013 na Floridě. Během zkoušek byli roboti stále ještě teleoperováni pro drtivou většinu úkolů. 16 týmů, které se účastnily zkoušek, bylo:
| tým | Body * | Dráha | Vozidlo | Terén | Žebřík | Trosky | Dveře | stěna | Ventil | Hadice |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SCHAFT | 27 | D (A † ) | 1 | 4 | 4 | 4 | 2 | 4 | 4 | 4 |
| IHMC Robotics | 20 | B | X | 4 | 0 | 1 | 4 | 4 | 3 | 4 |
| Tartan Rescue | 18 | A | X | 1 | 1 | 4 | 2 | 4 | 4 | 2 |
| MIT | 16 | B | 0 | 3 | 1 | 1 | 1 | 4 | 4 | 2 |
| RoboSimian | 14 | A | X | 2 | X | 4 | 2 | 0 | 4 | 2 |
| Týmové TRACLabs | 11 | B | X | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 2 |
| WRECS | 11 | C | 1 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 4 | 2 |
| KAIST | 8 | D | 1 | 1 | 4 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| HKU | 3 | B | X | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| DRC-HUBO | 3 | A | 0 | 0 | 2 | 0 | X | 0 | 1 | 0 |
| CHIRON | 0 | D | 0 | X | X | 0 | X | X | 0 | X |
| NASA-JSC | 0 | A | X | X | X | 0 | 0 | X | 0 | 0 |
| MOJAVATON | 0 | D | X | 0 | X | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
* Maximální dosažitelný počet bodů byl 32
† Tým SCHAFT byl původně stopou A, ale po akvizici Google přešel na stopu D.
X = Nepokusil se
Prvních 8 týmů (SCHAFT prostřednictvím TROOPER) mělo zpočátku nárok na financování. Po dokončení zkoušek se však tým SCHAFT rozhodl přejít na stopu D jako projekt financovaný z vlastních zdrojů. SCHAFT získal Google, který také získal technologie autonomních vozidel od týmů, které soutěžily v DARPA Grand Challenge. Přesun SCHAFTu ke sledování D uvolňuje financování DARPA dalším finalistům. THOR, ViGIR a KAIST, z nichž každý během zkoušek získal 8 bodů, budou nyní soutěžit ve finále, přičemž KAIST bude pokračovat jako tým financovaný z trati D. Tým THOR a Team ViGIR rozdělí financování DARPA a Team THOR se po přesunu svého vůdce na jinou univerzitu dále rozdělí na dva týmy.
Finále
Finále DRC se konalo ve Fairplexu v Pomoně v Kalifornii ve dnech 5. a 6. června 2015. Dvacet pět nejlepších robotických organizací na světě se sešlo, aby se pokusily simulovat kurz reakce na katastrofy, aby soutěžily o ceny 3,5 milionu dolarů. 25 týmů soutěžících o finále jsou:
| tým | Země | Příslušnost | Robot (architektura) |
|---|---|---|---|
| ZÁCHRANA TARTANU |
 USA
|
CMU NREC | Šimpanz |
| TEAM AERO |
 Japonsko
|
Neznámý | (4 nohy) |
| TEAM AIST-NEDO |
Japonsko
|
AIST | |
| TEAM DRC-HUBO AT UNLV |
USA
|
UNLV | Metal Rebel (Hubo) |
| TEAM GRIT |
USA
|
Colorado Mesa University | (4 nohy) |
| TEKT HECTOR |
 Německo
|
Darmstadtská univerzita | Johnny 05 (THORMANG) |
| TÝM HKU |
 Hongkong
|
Hongkongská univerzita | (Atlas) |
| TEAM HRP2-TOKYO |
Japonsko
|
Jouhou System Kougaku | |
| TEAM IHMC ROBOTICS |
USA
|
Institute for Human & Machine Cognition | Běžící muž (Atlas) |
| TEAM INTELIGENTNÍ PIONEER |
 Čína
|
Institute of Advanced Manufacturing Technology | |
| TEAM KAIST |
 Jižní Korea
|
KAIST | Hubo (Hubo) |
| TEAM MIT |
USA
|
MIT | ( Atlas ) |
| TEAM NEDO-HYDRA |
Japonsko
|
University of Tokyo, Chiba Institute of Technology, Osaka University, Kobe University | |
| TEAM NEDO-JSK |
Japonsko
|
Tokijská univerzita | |
| TEAM NIMBRO RESCUE |
Německo
|
University of Bonn | Momaro |
| TÝM ROBOSIMIAN |
USA
|
Jet Propulsion Lab, Caltech | |
| TÝM ROBOTIS |
Jižní Korea
|
ROBOTIS CO., LTD | THORMANG (THORMANG) |
| TEAM SNU |
Jižní Korea
|
Soulská národní univerzita | (THORMANG) |
| TEOR THOR |
USA
|
UCLA, UPenn | THOR-RD (THORMANG) |
| TEAM TRACLABS |
USA
|
TRACLabs | ( Atlas ) |
| TEAM TROOPER |
USA
|
Lockheed Martin Advanced Technology Laboratories | ( Atlas ) |
| TEAM VALOR |
USA
|
Virginia Tech | ESCHER |
| TEAM VIGIR |
USA , Německo
|
Virginia Tech, Darmstadt University, Oregon State University, TORC Robotics, Cornell University | Florian (Atlas) |
| TEAM IIT WALK-MAN |
 Itálie
|
Italský technologický institut , univerzita v Pise |
WALK-MAN |
| TEAM WPI-CMU |
USA
|
Worcester Polytechnic Institute, CMU | Warner (Atlas) |
Výsledek
Ve finále měly tři týmy perfektní skóre 8. Rovnost byla přerušena jejich celkovým časem. První místo obsadil tým KAIST s robotem DRC-Hubo a vítězným časem 44 minut a 28 sekund. Druhé místo obsadil IHMC pro Running Mana a třetí pro Tartan Rescue of CMU NREC pro Chimp.
Roboti si vedli lépe, než očekávali. Existovala však řada poruch, které naznačovaly, jak obtížná robotika zůstává. Například Běžící muž spadl, zatímco mával davu po úspěšném dokončení všech 8 úkolů.
| Pozice | tým | Konečné skóre | Čas (min) |
|---|---|---|---|
| 1 | TEAM KAIST | 8 | 44:28 |
| 2 | TEAM IHMC ROBOTICS | 8 | 50:26 |
| 3 | ZÁCHRANA TARTANU | 8 | 55:15 |
| 4 | TEAM NIMBRO RESCUE | 7 | 34:00 |
| 5 | TÝM ROBOSIMIAN | 7 | 47:59 |
| 6 | TEAM MIT | 7 | 50:25 |
| 7 | TEAM WPI-CMU | 7 | 56:06 |
| 8 | TEAM DRC-HUBO AT UNLV | 6 | 57:41 |
| 9 | TEAM TRACLABS | 5 | 49:00 |
| 10 | TEAM AIST-NEDO | 5 | 52:30 |
| 11 | TEAM NEDO-JSK | 4 | 58:39 |
| 12 | TEAM SNU | 4 | 59:33 |
| 13 | TEOR THOR | 3 | 27:47 |
| 14 | TEAM HRP2-TOKYO | 3 | 30:06 |
| 15 | TÝM ROBOTIS | 3 | 30:23 |
| 16 | TEAM VIGIR | 3 | 48:49 |
| 17 | TEAM IIT WALK-MAN | 2 | 36:35 |
| 18 | TEAM TROOPER | 2 | 42:32 |
| 19 | TEKT HECTOR | 1 | 02:44 |
| 20 | TEAM VALOR | 0 | 0 |
| 21 | TEAM AERO | 0 | 0 |
| 22 | TEAM GRIT | 0 | 0 |
| 23 | TÝM HKU | 0 | 0 |