DARPA组织地下挑战赛考验机器人快速勘探能力

近期，美国匹兹堡一个矿洞里集结了 11 个团队各种形状的机器人，这些机器人将参加一场“地下”应战赛（Subterranean Challenge，简称“SubT”），在这个彻底生疏的地下环境中绘制地图并完结定位。

视频 | “SubT”应战赛第一天宣扬视频（来历：DARPA）

值得重视的是，这场比赛是由美国国防高档研讨方案局（Defense Advanced Research Projects Agency，简称“DARPA”）安排的，DARPA 战术技能办公室项目经理 Timothy Chung 表明，举行“SubT”应战赛的意图便是为了在履行地下举动时取得从未有过的态势感知才干，寻求在地下环境中快速侦办、经过、查找等使命的新办法。

正如“SubT”应战赛官网引证的克劳塞维茨在《战役论》中的一句话，“战役与地势的联系要求咱们具有快速而精准地获取任何区域地势信息的才干。”

现在在官网有挂号的团队共有 18 个，触及到的校园及安排机构有麻省理工学院、韩国科学技能院等相关学院；内华达山脉公司、鬼魂机器人等科技公司以及一些政府布景的试验室及安排。

参赛团队包含 AAUNO、BARCS、CERBERUS、COLLEMBOLA、CoSTAR、Coordinated Robotics、CRETISE、CSIRO Data61、CTU-CRAS、CYNET.ai、Explorer、Flying Fitches、MARBLE、metastable Labs、NCTU、PLUTO、Robotika、SODIUM-24Robotics。其间只要 Robotika 和 Coodinated Robotics 两个团队一起参加了物理体系比赛和纯软件虚拟比赛两项，其他大部分团队都填报了纯软件虚拟比赛。

在第二天的比赛中，Explorer、MARBLE、CoSTAR、CTU-CRAS 成果较好，特别 Explorer 团队（由卡内基·梅隆大学和俄勒冈州立大学协作组成）得分为 23 分，远超第二名 MARBLE（触及安排为科罗拉多大学和科学体系公司）团队 14 分。

图 | 8 月 18 日比赛成果（来历：DARPA）

需求重视的是，来自中国台湾国立交通大学的 NCTU 团队是一切参赛团队中罕见的运用软式小型飞船进行作业的团队之一。

图 | NCTU 的小型飞船机器人（来历：NCTU 的 Twitter）

本年四月，一些团队刚刚在科罗拉多的一座试验矿进行过一场名为“STIX”的整合操练，这场操练为他们供给了在实在的地道环境中操练的时机。一些团队的机器人在其时的操练中现已留下了比较风趣的镜头。

比方来自 CERBERUS 团队运用无人机和 ANYmal 四足机器人拍照的视频：

视频 | CERBERUS 团队在“STIX”中运用无人机和 ANYmal 四足机器人拍照的视频（来历：YouTube）

不同于四月的 STIX，此次比赛的地道尘土更少，可是很泥泞。虽然赛前视频只要 5 分钟，但机器人要探究的是长达数公里的地道，包含狭隘的通道、急转弯、视点很高的上下坡、台阶、梯子等等，再加上矿井自身对通讯形成的搅扰，这都要求机器人具有极高的物理才干，一起简直要彻底自主。

视频 | “SubT”应战赛“地道赛场”全览（来历：DARPA）

据了解，除本次的“地道赛场”之外，还有“城市地下赛道”和“窟窿网络赛道”两场预赛，一切预赛完毕之后将在 2021 年 8 月进行总决赛。参赛的团队能够参加物理体系比赛或纯软件虚拟比赛两种办法中的一种或两种，前者奖金为 200 万美元，后者奖金为 150 万美元。

关于每个赛道，团队有必要完结一系列方针。首要使命是查找、检测并供给比赛所要求的 10 到 30 件物品准确的地舆参阅方位，这些物品或许包含人类幸存者（人体模型）、门、电动泵、阀门、背包、灭火器、收音机或手机，以及更多笼统的东西，如煤气走漏。团队的终究得分首要取决于他们能够找到多少物品，以及用时多长。但 DARPA 期望团队在整个过程中能够供给接连、实时的 3D 地图更新。

DARPA 强调了“SubT”的四个技能领域，包含自主、感知、网络和移动性。一切这些都是由“SubT”环境驱动的，它们包含了一系列技能应战元素，DARPA 将运用它们来大体评价体系功能。换句话说，以下便是参赛团队有必要要面临和处理的工作：

严厉导航：应战包含多个等级，歪斜、循环、死角、滑动诱导地势界面和急转弯等。可见度有限，困难地势和稀少特征的这种环境可导致明显的定位差错并且在延伸的运转期间漂移。

降级传感：比赛包含从受束缚的通道到大开口，照明区域到彻底漆黑，以及湿润到多尘的条件。感知和本体感受器将需求在这些低光、含糊或散射环境中牢靠地操作，一起具有习惯这种改变条件的动态规模。尘埃、雾、水和烟雾都在这个应战元素的规模内。极点温度，火灾和有害物质估计不在规模内。

紧密通讯：有限的视距，无线电频率传达应战以及地下环境中不同地质的影响对牢靠的网络和通讯链路形成严峻妨碍。物理比赛阶段以及“SubT”虚拟测验渠道环境旨在尽或许地包含这些通讯束缚。鼓舞团队思考出战胜这些束缚的解决方案，包含硬件、软件、波形、协议、分布式或涣散式概念或布置办法的新颖组合。

地势妨碍：要求体系在导航一系列具有移动性的地势特征和妨碍物时表现出稳健性。地势元素和妨碍物可包含受束缚的通道、急转弯、陡坡、歪斜、台阶、梯子以及泥沙和水。环境可包含有机或人工资料; 结构化或非结构化的结构; 完好或坍毁的结构和碎片。

动态地势：地势特征和妨碍物还能够包含动态元素，其能够包含例如移动妨碍物、移动墙面和妨碍物，落下的碎片或环境的其他物理改变，其测验体系自主性的敏捷性、反响，并或许从地图改变的或许性中康复。

耐力束缚：估计成功的体系需求具有 120 分钟的团队聚合耐力才干完结使命。估计每个赛道的运转时刻为 60 - 90 分钟，每场总决赛的运转时刻为 60 - 120 分钟。这种整体耐久性或许需求新颖的布置理念、能量感知规划、不同耐久性的异构署理、能量搜集或搬运技能，以及各种办法的组合以战胜各种应战元素。

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