机器人在DARPA挑战中自主导航至地下

 
无论机器人是在探索其他星球上的洞穴还是地球上的灾区，自主性都使他们能够在无需人工指导或使用GPS的情况下导航到极端环境。
地下挑战赛(SubT)正在测试这种尖端技术。该比赛由美国国防高级研究计划局(DARPA)赞助，于2月27日星期三结束了其第二条巡回赛。竞赛的第一名是由美国宇航局喷气推进实验室领导的一支由12人组成的60人团队的CoSTAR。也是宣布参加单独虚拟竞赛的获胜者)。
SubT分为四个电路，分布三年。每个团队都对机器人进行编程，以导航复杂的地下路线。去年八月举行的第一场比赛在一个矿场举行。在最近的一次名为“城市巡回赛”的比赛中，车队在华盛顿州埃尔玛市一座未完工的电厂中进行了比赛。
每个团队的机器人搜索了一组20个预定的对象，每次发现都获得了积分。在城市巡回赛中，CoSTAR获得了16分;由卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon University)领导的探险家(Explorer)以11分排名第二。
“我们的目标是为我们的机器人开发软件，使他们能够在遇到新的意外时决定如何继续前进，” CoSTAR团队的JPL负责人Ali Agha说。这些机器人具有高度的自治性，并且在很大程度上无需人工干预即可做出决策。”
CoSTAR代表SubTerranean SubTerranean Autonomous Robots，它带来了可以滚动，行走或飞行的机器，具体取决于它们遇到的情况。一路走来，机器人必须绘制环境图并找到诸如温暖的人体模型之类的物体，该物体可以模拟灾难幸存者或丢失带有Wi-Fi信号的手机。这个旨在模拟城市环境的特殊课程还包括二氧化碳泄漏和温暖的通风孔。
协作式地下自动机器人(CoSTAR)正在开发可自主探索洞穴，坑，隧道和其他地下地形的机器人。在比赛开始前的几天，在华盛顿州埃尔马市Elma高中进行的练习中，观看车队及其机器人团队为DARPA地下挑战城市赛道做准备。
加入波士顿城市巡回赛的团队还有一个名为Spot的四足机器人，该机器人由Boston Dynamics提供。
加州理工学院教授兼JPL研究科学家乔尔·伯迪克(Joel Burdick)说：“我们必须运行的两门课程中有一个是多层次的，因此，波士顿动力机器人在楼梯上的奇妙之处真是太好了。”他是CoSTAR团队加州理工学院校园部门的负责人。
随着机器人的探索，他们将视频和数字地图发回给单个人类主管，他们在整个过程的前100英尺(约30米)内保持无线电联系。他们可以通过删除通信节点(一种无线中继器)来扩展该范围。
失去联系后，由每个机器人决定是继续还是回溯以更新团队。每个人还必须依靠其他机器人来访问课程的不同级别。例如，轮式机器人可能会要求四足机器人爬楼梯或下楼梯。
Agha说：“这些课程非常非常具有挑战性，而且大多数困难在于与机器人超出范围后进行通信。” “这对NASA至关重要：我们希望将机器人送入月球或火星上的山洞中，在那里他们必须自己探索。”
在月球或火星上绘制洞穴可能会为未来的宇航员找到好的避难所。此外，微生物生命如果存在的话，在火星表面下或在诸如欧罗巴，土卫二和土卫六等行星卫星的冰冷海中生存的机会更大。 NASA希望在这些地区经常接触机器人的地方寻找生活。
地下挑战赛的下一条赛道将于今年八月在一个未公开的天然洞穴网络中进行。包含隧道，城市环境和自然洞穴的最终巡回赛将于2021年8月举行。参加最终决赛的团队将有机会赢得DARPA高达200万美元的资助。