ОБЗОР
В начале октября в США прошла вторая гонка наземных роботов, организованная военным агентством передовых исследований DARPA, а ход ее транслировался в реальном времени в Интернете (www.grandchallenge.org). Первый турнир с призовым фондом в 1 млн. долл. состоялся в марте 2004 г. (см. “Роботы начинают и не выигрывают”, PC Week/RE, N 10/2004, с. 8), и тогда лучшим среди 15 роботов стал аппарат SandStorm команды Red Team Университета Карнеги - Меллона, преодолевший всего 11 км. Однако деньги разработчики не получили, потому что роботу надо было проехать все 230 км трассы быстрее чем за 10 ч.
В этом году приз был увеличен до 2 млн. долл. и неожиданно оказался завоеванным - победителем среди 23 команд, прошедших строгий отбор (всего желающих было более сотни), был признан робот Stanley, созданный в Стэнфордском университете. Он быстрее всех преодолел дистанцию в 211 км. Кроме чемпиона в положенный десятичасовой норматив уложились еще три аппарата, а пятый до конца добрался, но лишь за 13 ч.
Хотя большинство наблюдателей считали главным претендентом на приз один из двух роботов Red Team, стэнфордское устройство развило среднюю скорость 30 км/ч (!) и все же обогнало SandStorm (Red Team) на 11 мин с результатом 6 ч 53 мин, а H1ghlander (Red Team 2) - на 21 мин. Спустя 16 мин после финиша Highlander’а завершил турнир и аппарат Gray Bot компании Gray Insurance (www. grayinsco.com), разработанный на основе автомобиля Ford Escape, а TerraMax, созданный при спонсорстве целой группы компании и университетов, проехал трассу за 12 ч 51 мин. Еще несколько роботов сошли с дистанции на середине пути, а большая часть не смогла преодолеть и первую его четверть.
Победитель Stanley, созданный с нуля всего за год, представляет собой модифицированный дизельный автомобиль Volkswagen Touareg R5, в бортовой системе которого задействовано семь процессоров Pentium M. Координаты определяются с помощью GPS-приемника и внутреннего инерциального устройства (так же устроена, впрочем, и вся первая пятерка), в процессе движения окружающая обстановка обследуется четырьмя лазерными дальномерами, радаром, парой стереокамер и системой монокулярного зрения. Информация о текущем положении сверяется с цифровой картой 10 раз в секунду (пиковые показатели - до 100 раз!) - это лучший результат среди всех участников гонки, и он, видимо, сыграл решающую роль в достижении победы.
За второе место боролись “коллеги” чемпиона по команде Red Team, а досталось оно опытному прошлогоднему рекордсмену SandStorm, который построен на базе джипа “Хаммер” и непрерывно совершенствуется с 1986 г. Его “напарник” H1ghlander, также созданный на основе “Хаммера”, отличался существенно улучшенными характеристиками устройств управления двигателем и колесами, использовал семь процессоров Pentium M и фиксировал окружающую обстановку набором лазеров и стереокамер.
Преодолевший всю дистанцию (хотя и не очень быстро) шестиколесный TerraMax, собранный при спонсорстве производителя военных грузовиков Oshkosh Truck, применял для контроля движения четыре лазерных измерителя, три монокулярные системы машинного зрения, один комплекс из лазера и двух камер для помощи в совершении обратных маневров и шесть процессоров различных марок.
Интересно, что дольше всех (130 км) среди остальных участников продержался легкий полулюбительский багги DEXTER, собранный энтузиастами Высшей школы науки и технологии им. Томаса Джеферсона. Он, в частности, использовал систему приема сигналов GPS повышенной точности.
Модель победителя
По результатам успешно завершившегося турнира не составит особого труда построить условную модель наземного робота, который будет потенциально способен преодолевать любые расстояния в сложных условиях, ведь трасса данной гонки, проложенная на военном полигоне пустыни Моджэйв, изобиловала препятствиями, оврагами и камнями, а проселочные дороги петляли меж горных склонов и ручьев, скрываясь иногда в узких тоннелях.
В качестве шасси можно взять обычный хороший внедорожник. Бортовой системе для управления машиной и обработки в реальном времени информации об окружающей обстановке нужна производительность порядка 10-20 Гфлопс. Для отслеживания собственных координат достаточно качества нынешней GPS-службы, одометров и инерциальных датчиков. В процессе движения сведения об окружающем пространстве собираются с помощью набора из десятка устройств, включая лазерные радары и системы машинного зрения, охватывающие пространство вокруг машины на 30-50 м. При этом чем выше требуемая скорость автомобиля, тем чаще на основе данных от бортовых датчиков должна обновляться внутренняя модель мира робота. Если для скорости 30 км/ч достаточно частоты обновления 10 Гц, то для более востребованных в военных операциях 50-80 км/ч нужно будет, возможно, 50-100 Гц, что, впрочем, вполне реально уже сегодня.
Главный вывод турнира: технологии создания полностью автономных наземных роботов готовы и коммерчески доступны. А опыт гонки наверняка вскоре воплотится в новых американских моделях военных аппаратов, выполняющих основное свое предназначение - действовать в наиболее опасных для человека ситуациях и фактически спасать жизнь солдат.
