تؤدي CHIMP إحدى أصعب المهام - محاولة ربط خرطوم إطفاء الحرائق بصنبور المياه
تستضيف وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) ، يعد تحدي الروبوتات بإحداث ثورة في قدرات الأنظمة وكيفية تصميمها. دعونا نلقي نظرة على هذا الحدث وتقييم رأي عدد من اللاعبين الرئيسيين
في 11 مارس 2011 ، تعرضت اليابان لزلزال قوي كان مركزه على بعد 70 كم قبالة الساحل الشرقي لهونشو. نتيجة لزلزال بلغت قوته 9 درجات ، تشكلت موجات وصل ارتفاعها إلى 40 مترًا وانتشرت في الداخل لمسافة 10 كيلومترات.
محطة الطاقة النووية فوكوشيما وقفت في طريق تسونامي المدمر ، وعندما ضربت الأمواج العملاقة المحطة ، دمرت المفاعلات بشكل كارثي. أصبح هذا الحادث أسوأ مأساة نووية منذ الحادث الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في عام 1986. شكل هذا الحدث الأساس لسيناريو ربما أحد أهم برامج الروبوتات حتى الآن - DRC (DARPA Robotics Challenge - الاختبارات العملية للأنظمة الروبوتية في إطار برنامج إدارة البحث والتطوير المتقدم التابع لوزارة الدفاع الأمريكية).
تم الإعلان عن تجارب جمهورية الكونغو الديمقراطية في أبريل 2012 ، وتم اختيار الإغاثة من الكوارث كسيناريو لهذه التجارب. كان لابد من تطوير أنظمة جديدة في إطار هذا السيناريو ، ويرجع ذلك أساسًا إلى حقيقة أنه تم تضمينها في المهام العشر الرئيسية لوزارة الدفاع الأمريكية ، والتي حددها البيت الأبيض ووزير الدفاع في يناير. 2012. في ديسمبر 2013 ، في إطار هذه المسابقات ، مرت مرحلة مهمة ، عندما تم إجراء أول اختبارات "كاملة" في فلوريدا لأول مرة.
تختلف مراكز تنمية اللاجئين في العديد من الطرق المبتكرة ، فهي تجمع بين الاختبار الافتراضي والميداني ، وهي مفتوحة للفرق الممولة وغير الممولة. يتكون هذا الحدث من أربعة أقسام أو مسارات مزعومة ؛ قدمت DARPA الدعم المالي للمسارين A و Track B وفتحت هذه المسابقات لجميع الوافدين الجدد.
من المسارات الأربعة ، تلقى اثنان (المسار أ والمسار ب) التمويل. بعد إعلان عام وتقديم الطلب ، اختارت DARPA سبعة فرق للمسار A لتطوير أجهزة وبرامج جديدة ؛ في المسار B ، طور 11 فريقًا برمجيات فقط.
لا يتم تمويل المسار C وهو مفتوح للأعضاء الجدد من جميع أنحاء العالم ؛ مثل المشاركين في Track B ، استخدم المشاركون في المقام الأول برنامج محاكاة روبوت افتراضي لاختبار برامجهم. المسار D مخصص للمساهمين الأجانب الذين يرغبون في تطوير الأجهزة والبرامج ، ولكن بدون تمويل DARPA في أي مرحلة.
مفتاح نهج DRC المبتكر هو مكون VRC (تحدي الروبوتات الافتراضي). ستتلقى الفرق ذات التصنيف الأعلى - سواء من المسار B أو C - تمويلًا من DARPA ، بالإضافة إلى روبوت Atlas من Boston Dynamics ، والتي سيشاركون بها في الاختبارات الميدانية.
في مايو 2013 ، تقدمت فرق من المسار B و Track C للتأهل إلى VRC ، الذي عقد في الشهر التالي. من بين أكثر من 100 فريق مسجل ، واصل 26 فقط الانتقال إلى VRC واقترب 7 فرق فقط من اختبارات النطاق الكامل.
تم إجراء VRCs في مساحة افتراضية عالية الدقة ومرخصة بموجب ترخيص Apache 2 من مؤسسة Open Source Foundation. تم تكليف الفرق بإكمال ثلاث من المهام الثمانية التي تم تحديدها للروبوتات الحقيقية في الاختبارات الميدانية الأولى.
اختبارات
في حين أن الروبوتات التي تم عرضها في VRC كانت رائعة ، فإن الطريقة التي ستتصرف بها في الاختبارات الميدانية لم تكن مؤكدة بنسبة 100٪ ؛ ومع ذلك ، قال جيل برات ، مدير برنامج مسابقة جمهورية الكونغو الديمقراطية ، إنه سعيد للغاية بقدراتهم. "لقد توقعنا أنه نظرًا لأن هذا كان الجزء المادي الأول من الاختبار ، فقد نشهد الكثير من أعطال الأجهزة ، ولكن في الواقع لم يكن هذا هو الحال ، فقد كانت جميع الأجهزة موثوقة للغاية. تمكنت الفرق القليلة الأولى ، وخاصة الثلاثة الأولى ، من الحصول على أكثر من نصف النقاط وحققت تقدمًا كبيرًا حتى عندما تدخلنا عمداً في قناة الاتصال ".
أعجب برات أيضًا بقدرات روبوت أطلس ، "لقد تجاوز حقًا توقعاتنا … قامت Boston Dynamics بعمل مثالي لضمان عدم تعرض أي من الفرق لأي ضرر من أي نوع من فشل الأجهزة."
ومع ذلك ، لا يزال هناك مجال للتحسين ، مثل أذرع المناور ذات مساحة العمل المحدودة والتسريبات من النظام الهيدروليكي للروبوت. بدأت عملية التحديث حتى قبل الحدث في ديسمبر 2013. قال برات إنه يرغب أيضًا في زيادة عدد الأدوات المختلفة في النهائيات ، ومن المرجح أن يكون لدى الروبوتات حزام به أدوات سيحتاجون من خلالها لاختيار الأدوات اللازمة وتغييرها أثناء تنفيذ البرنامج النصي.
كما أشاد دوج ستيفن ، الباحث ومهندس البرمجيات في معهد فلوريدا للقدرات المعرفية البشرية والآلية ، بالروبوت أطلس ، والذي جاء فريقه في المرتبة الثانية في المسار B في التجارب الميدانية. "هذا روبوت رائع حقًا … لقد عملنا معه 200 ساعة من الوقت النظيف في شهرين أو ثلاثة أشهر ، وهذا أمر غير معتاد جدًا لمنصة تجريبية - القدرة على العمل بثبات وعدم الانقطاع."
هناك بالفعل جهود بطولية وراء القدرات الروبوتية المثيرة للإعجاب في جمهورية الكونغو الديمقراطية ؛ تم تصميم المهام لتكون صعبة بشكل خاص وتتحدى الأجهزة والبرامج التي طورتها الفرق.
في حين أن المهام كانت صعبة ، لا يعتقد برات أن DARPA قد وضعت الشريط عالياً للغاية ، مشيرة إلى أن كل مهمة تم إكمالها من قبل فريق واحد على الأقل. تبين أن القيادة والانضمام إلى الأكمام من أصعب المهام. وفقًا لستيفن ، كان الأول هو الأصعب: "أود أن أقول بالتأكيد - مهمة قيادة السيارة ، ولا حتى بسبب القيادة نفسها. إذا كنت تريد القيادة الذاتية بالكامل ، وهو أمر صعب للغاية ، فلديك دائمًا مشغل روبوت. لم تكن القيادة بهذه الصعوبة ، لكن الخروج من السيارة أصعب بكثير مما قد يتخيله الناس ؛ إنه يشبه حل أحجية ثلاثية الأبعاد كبيرة ".
وفقًا لشكل نهائيات جمهورية الكونغو الديمقراطية ، المقرر إجراؤها في ديسمبر 2014 ، سيتم دمج جميع المهام في سيناريو واحد مستمر. كل هذا من أجل جعله أكثر مصداقية وإعطاء الفرق خيارات استراتيجية حول كيفية تنفيذها. ستزداد الصعوبة أيضًا ، وأضاف برات: "التحدي الذي نواجهه للفرق التي حققت أداءً رائعًا في Homestead هو جعل الأمر أكثر صعوبة. سنقوم بإزالة الكابلات المربوطة ، وإزالة كبلات الاتصال واستبدالها بقناة لاسلكية ، بينما سنقوم بتقليل جودة الاتصال بحيث تكون أسوأ مما كانت عليه في الاختبارات السابقة ".
"خطتي في الوقت الحالي هي جعل الاتصال متقطعًا ، وفي بعض الأحيان يجب أن يختفي تمامًا ، وأعتقد أن هذا يجب أن يتم بترتيب عشوائي ، كما يحدث في الكوارث الحقيقية. دعونا نرى ما يمكن أن تفعله الروبوتات ، حيث تعمل لبضع ثوان ، أو ربما تصل إلى دقيقة ، في محاولة لأداء بعض المهام الفرعية بمفردها ، حتى لو لم يتم عزلها تمامًا عن سيطرة المشغل وأعتقد أنها ستكون ممتعة للغاية مشهد."
وقال برات إنه سيتم أيضًا إزالة أنظمة السلامة في النهائيات. "هذا يعني أنه سيتعين على الروبوت أن يتحمل السقوط ، وهذا يعني أيضًا أنه يجب أن يتسلق من تلقاء نفسه وسيكون في الواقع صعبًا للغاية."
روبوت شافت يزيل الحطام من مساره
التحديات والاستراتيجيات
من بين الفرق الثمانية خلال الاختبارات ، استخدمت خمسة فرق الروبوت ATLAS ، ومع ذلك ، استخدم المشاركون في المسار A - الفائز في Team Schaft والفائز الثالث في Team Tartan Rescue - تطوراتهم. في الأصل من المركز الوطني لهندسة الروبوتات بجامعة كارنيجي ميلون (CMU) ، طورت Tartan Rescue منصة متنقلة عالية الذكاء CMU (CHIMP) لاختبار DRC. أوضح توني ستينتز من Tartan Rescue الأساس المنطقي للفريق لتطوير نظامهم الخاص: "قد يكون استخدام روبوت جاهز للاستخدام البشري أكثر أمانًا ، لكننا عرفنا أنه يمكننا إنشاء تصميم أفضل للاستجابة للكوارث."
كنا نعلم أنه يتعين علينا إنشاء شيء بشري تقريبًا ، لكننا لم نرغب في الحاجة إلى الروبوتات التي تشبه البشر للحفاظ على التوازن أثناء التنقل. عندما تتحرك الروبوتات ذات قدمين ، فإنها تحتاج إلى الحفاظ على توازنها حتى لا تسقط ، وهذا أمر صعب للغاية على سطح مستو ، ولكن عندما تتحدث عن التحرك عبر حطام البناء والدوس على الأشياء التي يمكن أن تتحرك ، يصبح الأمر أكثر صعوبة. لذلك ، فإن CHIMP مستقر بشكل ثابت ، وهو يرتكز على قاعدة عريضة إلى حد ما وفي وضع رأسي يتدحرج على زوج من المسارات عند قدميه ، بحيث يمكنه التحرك ذهابًا وإيابًا والدوران في مكانه. يمكن وضعه بسهولة بما يكفي لمد يديك لحمل كل ما تحتاجه في المهمة ؛ عندما يحتاج إلى التحرك في تضاريس أكثر صعوبة ، فإنه يمكن أن يسقط على الأطراف الأربعة ، نظرًا لأنه لديه أيضًا مراوح كاتربيلر على يديه.
حتمًا ، واجهت فرق من مسارات مختلفة تحديات مختلفة في التحضير للاختبارات ، ركز معهد القدرات المعرفية البشرية والآلية على تطوير البرمجيات ، لأن هذه هي المشكلة الأكثر صعوبة - الانتقال من VRC إلى المشكلات الميدانية. قال ستيفن إنه "عندما تم تسليم روبوت أطلس إلينا ، كان لديه" وضعان "يمكنك استخدامهما. الأول عبارة عن مجموعة بسيطة من الحركات التي قدمتها Boston Dynamics والتي يمكنك استخدامها للحركة والتي كانت متخلفة بعض الشيء. اتضح أن معظم الفرق استخدمت هذه الأنماط المضمنة من Boston Dynamics خلال مسابقة Homestead ، وأن عددًا قليلاً جدًا من الفرق كتب برنامج التحكم في الروبوت الخاص بهم ولم يقم أحد بكتابة برمجياته الخاصة للروبوت بأكمله …"
"لقد كتبنا برنامجنا الخاص من البداية وكان عبارة عن وحدة تحكم للجسم بالكامل ، أي أنها كانت وحدة تحكم واحدة تعمل في جميع المهام ، ولم ننتقل أبدًا إلى برامج أخرى أو إلى وحدة تحكم أخرى … لذلك ، كانت إحدى أصعب المهام إنشاء كود البرنامج وتشغيله على Atlas لأنه كان نوعًا من الصندوق الأسود عندما قدمته لنا Boston Dynamics ، لكنه الروبوت الخاص بهم وعنوان IP الخاص بهم ، لذلك لم يكن لدينا حقًا وصول منخفض المستوى إلى الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة. يعمل البرنامج على كمبيوتر خارجي ثم يتصل باستخدام API (واجهة برمجة التطبيقات) عبر الألياف باستخدام كمبيوتر داخلي ، لذلك هناك تأخيرات كبيرة ومشاكل في المزامنة ويصبح من الصعب جدًا التحكم في نظام معقد مثل Atlas."
بينما كانت كتابة التعليمات البرمجية الخاصة بك من الصفر بالتأكيد أكثر صعوبة وتستغرق وقتًا طويلاً لمعهد القدرات الإدراكية للإنسان والآلة ، يعتقد ستيفن أن هذا النهج أكثر ربحية ، لأنه عندما تظهر المشكلات ، يمكن حلها بشكل أسرع من الاعتماد على Boston Dynamics. بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن برنامج Atlas المصاحب متقدمًا مثل البرنامج الذي تستخدمه Boston Dynamics في العروض التوضيحية الخاصة بها "عندما أرسلوا الروبوت … قالوا بصراحة أن الحركات ليست ما تراه عند تحميل Boston Dynamics مقطع فيديو الروبوت على اليوتيوب يعمل على برمجيات هذه الشركة. هذه نسخة أقل تقدمًا … هذا يكفي لتدريب الروبوت.لا أعرف ما إذا كانوا سيعطون التعليمات البرمجية للأوامر لاستخدامها ، لا أعتقد أنهم توقعوا أن يكتب الجميع برامجهم الخاصة. وهذا يعني أن ما تم تسليمه مع الروبوت أصبح ممكنًا منذ البداية ولم يكن الغرض منه إكمال جميع المهام الثمانية في الاختبارات العملية لجمهورية الكونغو الديمقراطية ".
كان التحدي الأكبر لفريق Tartan Rescue هو ضيق الجدول الزمني الذي يتعين عليهم الالتزام به عند تطوير النظام الأساسي الجديد والبرامج ذات الصلة. "منذ خمسة عشر شهرًا ، كان CHIMP مجرد مفهوم ، رسم على الورق ، لذلك كان علينا تصميم الأجزاء ، وصنع المكونات ، وتجميعها معًا واختبارها كلها. كنا نعلم أن الأمر سيستغرق معظم وقتنا ، ولم نتمكن من الانتظار والبدء في كتابة البرامج حتى يصبح الروبوت جاهزًا ، لذلك بدأنا في تطوير البرامج بالتوازي. في الواقع لم يكن لدينا روبوت كامل للعمل معه ، لذلك استخدمنا المحاكاة وبدائل الأجهزة أثناء التطوير. على سبيل المثال ، كان لدينا ذراع مناور منفصل يمكننا استخدامه لفحص أشياء معينة لطرف واحد ، "أوضح ستينتز.
وفي إشارة إلى التعقيدات التي ستزيد من تدهور قنوات نقل البيانات ، أشار ستينتز إلى أن هذا القرار تم اتخاذه منذ البداية خصيصًا لمثل هذه المواقف وأنه ليس مشكلة صعبة للغاية. "لدينا أجهزة استشعار مثبتة على رأس الروبوت - أجهزة تحديد المدى بالليزر والكاميرات - مما يسمح لنا ببناء خريطة نسيجية ثلاثية الأبعاد ونموذج لبيئة الروبوت ؛ هذا ما نستخدمه من جانب المشغل للتحكم في الروبوت ويمكننا تخيل هذا الموقف بدقة مختلفة اعتمادًا على نطاق التردد وقناة الاتصال المتاحة. يمكننا تركيز انتباهنا والحصول على دقة أعلى في بعض المناطق ودقة أقل في مناطق أخرى. لدينا القدرة على التحكم في الروبوت عن بُعد مباشرةً ، لكننا نفضل مستوى أعلى من التحكم عندما نحدد أهدافًا للروبوت ويكون وضع التحكم هذا أكثر مقاومة لفقدان الإشارة والتأخير."
يفتح الروبوت Schaft الباب. ستكون قدرات المعالجة الروبوتية المحسنة أمرًا ضروريًا للأنظمة المستقبلية
الخطوات التالية
قال Stentz و Stephen إن فريقيهما يقومون حاليًا بتقييم قدراتهم في اختبارات العالم الحقيقي لتقييم الإجراءات التي يجب اتخاذها للمضي قدمًا ، وأنهم ينتظرون مراجعة DARPA ومعلومات إضافية حول ما سيكون في النهائيات. قال ستيفن إنهم يتطلعون أيضًا إلى تلقي بعض التعديلات على نظام أطلس ، مشيرًا إلى أحد المتطلبات المعتمدة بالفعل للنهائيات - استخدام مصدر طاقة داخلي. بالنسبة إلى CHIMP ، هذه ليست مشكلة ، لأن الروبوت المزود بمحركات كهربائية يمكنه بالفعل حمل بطارياته الخاصة.
اتفق Stentz و Stephen على أن هناك عددًا من التحديات التي يجب معالجتها في تطوير مساحة الأنظمة الروبوتية وإنشاء أنواع المنصات التي يمكن استخدامها في سيناريوهات الإغاثة في حالات الكوارث. "أود أن أقول إنه لا يوجد شيء واحد في العالم يمكن أن يكون حلاً سحريًا. فيما يتعلق بالأجهزة ، أعتقد أن الآلات التي تتمتع بقدرات معالجة أكثر مرونة يمكن أن تكون مفيدة. بالنسبة للبرامج ، أعتقد أن الروبوتات تحتاج إلى مستوى أعلى من الاستقلالية حتى يمكنها الأداء بشكل أفضل بدون قناة اتصال في العمليات البعيدة ؛ يمكنهم إكمال المهام بشكل أسرع لأنهم يقومون بالكثير بأنفسهم ويتخذون المزيد من القرارات لكل وحدة زمنية. أعتقد أن الخبر السار هو أن مسابقات DARPA مصممة حقًا للترويج لكل من الأجهزة والبرامج ".
يعتقد ستيفن أن هناك حاجة أيضًا إلى تحسينات في عمليات تطوير التكنولوجيا. "بصفتي مبرمجًا ، أرى العديد من الطرق لتحسين البرامج وأرى أيضًا العديد من الفرص للتحسين أثناء عملي على هذه الأجهزة.تحدث الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام في المختبرات والجامعات حيث قد لا تكون هناك ثقافة قوية لهذه العملية ، لذلك في بعض الأحيان يتم العمل بشكل عشوائي. أيضًا ، بالنظر إلى المشروعات الشيقة حقًا في تجارب جمهورية الكونغو الديمقراطية ، فأنت تدرك أن هناك مجالًا كبيرًا لتحسينات الأجهزة والابتكار."
أشار ستيفن إلى أن أطلس هو مثال رئيسي لما يمكن تحقيقه - نظام عملي تم تطويره في وقت قصير.
لكن بالنسبة إلى برات ، فإن المشكلة أكثر تحديدًا ويعتقد أن تحسين البرامج يجب أن يأتي أولاً. "النقطة التي أحاول إيصالها هي أن الجزء الأكبر من البرنامج يقع بين الأذنين. أعني ، ما يحدث في دماغ المشغل ، وما يحدث في دماغ الروبوت ، وكيف يتفق الاثنان مع بعضهما البعض. نريد التركيز على أجهزة الروبوت وما زلنا نواجه مشاكل معها ، على سبيل المثال ، لدينا مشاكل في تكاليف الإنتاج وكفاءة الطاقة … ولا شك أن الجزء الأصعب هو البرنامج ؛ وهو رمز البرمجة لواجهة الإنسان الآلي ورمز البرمجة للروبوتات نفسها لأداء المهمة بمفردها ، والتي تشمل الإدراك والوعي بالظروف ، والوعي بما يحدث في العالم والاختيارات بناءً على ماهية الروبوت يدرك."
يعتقد برات أن العثور على تطبيقات الروبوت التجارية هو مفتاح تطوير الأنظمة المتقدمة ودفع الصناعة إلى الأمام. أعتقد أننا نحتاج حقًا إلى تطبيقات تجارية تتجاوز إدارة الكوارث والدفاع العام. الحقيقة هي أن الأسواق والدفاع والاستجابة للطوارئ والإغاثة في حالات الكوارث صغيرة مقارنة بالسوق التجاري.
"نود أن نتحدث كثيرًا عن هذا الأمر في DARPA ، ونأخذ الهواتف المحمولة كمثال. قامت DARPA بتمويل العديد من التطورات التي أدت إلى التكنولوجيا المستخدمة في الهواتف المحمولة … إذا كان هذا هو السوق الدفاعي الذي تم تصميم الخلايا من أجله ، فستكلف العديد من الطلبات من حيث الحجم أكثر من الآن ، وهذا يرجع إلى سوق تجاري ضخم جعل من الممكن الحصول على توافر مذهل للهواتف المحمولة …"
"في مجال الروبوتات ، نرى أننا بحاجة بالضبط إلى تسلسل الأحداث هذا. نحن بحاجة إلى رؤية العالم التجاري يشتري التطبيقات التي ستؤدي إلى انخفاض الأسعار ، ومن ثم يمكننا إنشاء أنظمة خاصة بالجيش ، حيث سيتم إجراء استثمارات تجارية ".
ستشارك الفرق الثمانية الأولى في تجارب ديسمبر 2014 - Team Schaft و IHMC Robotics و Tartan Rescue و Team MIT و Robosimian و Team TRAClabs و WRECS و Team Trooper. سيحصل كل منهم على مليون دولار لتحسين حلولهم ، وفي النهاية ، سيحصل الفريق الفائز على جائزة قدرها 2 مليون دولار ، على الرغم من أن التقدير بالنسبة لمعظمهم أكثر قيمة من المال.
يتمتع Robosimian من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا بتصميم غير عادي
عنصر افتراضي
إن إدراج DARPA لمسارين في تجارب جمهورية الكونغو الديمقراطية ، والتي تشارك فيها فرق تطوير البرمجيات فقط ، يتحدث عن رغبة الإدارة في فتح البرامج لأوسع دائرة ممكنة من المشاركين. في السابق ، كانت برامج تطوير التكنولوجيا هذه من اختصاص شركات الدفاع ومختبرات البحث. ومع ذلك ، فإن إنشاء مساحة افتراضية حيث يمكن لكل فريق اختبار برامجه أتاح للمنافسين الذين لديهم خبرة قليلة أو معدومة في تطوير البرمجيات للروبوتات أن يتنافسوا على نفس مستوى الشركات المعروفة في هذا المجال. تنظر DARPA أيضًا إلى الفضاء المحاكي باعتباره إرثًا طويل المدى لاختبار DRC.
في عام 2012 ، كلفت DARPA مؤسسة المصدر المفتوح لتطوير مساحة افتراضية للتحدي ، وبدأت المنظمة في إنشاء نموذج مفتوح باستخدام برنامج Gazebo.الجازيبو قادر على محاكاة الروبوتات وأجهزة الاستشعار والأشياء في عالم ثلاثي الأبعاد ، وهو مصمم لتوفير بيانات مستشعر واقعية وما يوصف بأنه "تفاعلات معقولة ماديًا" بين الكائنات.
قال رئيس مؤسسة المصدر المفتوح ، برايان جويركي ، إن جازيبو قد تم استخدامه بسبب قدراته المثبتة. "تُستخدم هذه الحزمة على نطاق واسع في مجتمع الروبوتات ، ولهذا السبب أرادت داربا المراهنة عليها ، لأننا رأينا فوائدها في ما تفعله ؛ يمكننا بناء مجتمع من المطورين والمستخدمين حوله ".
في حين أن Gazebo كان بالفعل نظامًا معروفًا ، أشار Gorky إلى أنه بينما لا يزال هناك مجال للسعي من أجله ، يجب اتخاذ خطوات لتلبية المتطلبات التي حددتها DARPA. "لقد فعلنا القليل جدًا لنمذجة الروبوتات التي تسير على الأقدام ، وركزنا بشكل أساسي على المنصات ذات العجلات وهناك بعض جوانب نمذجة الروبوتات التي تسير بشكل مختلف تمامًا. يجب أن تكون حذرًا جدًا بشأن كيفية اتخاذ قرار الاتصال وكيفية تصميم الروبوت. بهذه الطريقة ، يمكنك الحصول على معلمات جيدة مقابل الدقة. لقد تم بذل الكثير من الجهد في المحاكاة التفصيلية لفيزياء الروبوت ، حتى تتمكن من الحصول على محاكاة جيدة الجودة وكذلك تشغيل الروبوت في الوقت الفعلي تقريبًا ، بدلاً من العمل في عُشر أو مائة من الوقت الفعلي ، وهو أمر محتمل ، إن لم يكن لكل الجهد الذي بذلته فيه ".
يدخل روبوت أطلس مقلد إلى سيارة خلال مرحلة المنافسة الافتراضية في جمهورية الكونغو الديمقراطية
فيما يتعلق بمحاكاة روبوت أطلس للفضاء الافتراضي ، قال غوركي إن المؤسسة يجب أن تبدأ بمجموعة بيانات أساسية. "لقد بدأنا بنموذج مقدم من Boston Dynamics ، ولم نبدأ بنماذج CAD مفصلة ، كان لدينا نموذج حركي مبسط تم توفيره لنا. في الأساس ملف نصي يوضح طول هذه الساق ، ومدى حجمها ، وما إلى ذلك. كان التحدي بالنسبة لنا هو تعديل هذا النموذج بشكل صحيح ودقيق حتى نتمكن من الحصول على حل وسط في الأداء مقابل الدقة. إذا كنت تقوم بنمذجه بطريقة مبسطة ، فيمكنك إدخال بعض الأخطاء في محرك الفيزياء الأساسي ، مما يجعله غير مستقر في مواقف معينة. لذلك ، هناك الكثير من العمل لتغيير النموذج قليلاً وفي بعض الحالات كتابة الكود الخاص بك لمحاكاة أجزاء معينة من النظام. هذه ليست مجرد محاكاة للفيزياء البسيطة ، فهناك مستوى لن نذهب إلى ما دونه ".
برات إيجابي للغاية بشأن ما تم تحقيقه باستخدام VRC ومساحة المحاكاة. "لقد فعلنا شيئًا لم يحدث من قبل ، وقمنا بإنشاء محاكاة عملية واقعية من وجهة نظر مادية يمكن تشغيلها في الوقت الفعلي حتى يتمكن المشغل من القيام بعمله التفاعلي. أنت حقًا بحاجة إلى هذا ، نظرًا لأننا نتحدث عن شخص وروبوت كفريق واحد ، لذا يجب أن تعمل محاكاة الروبوت في نفس الإطار الزمني للشخص ، مما يعني في الوقت الفعلي. وهنا ، في المقابل ، هناك حاجة إلى حل وسط بين دقة النموذج واستقراره … أعتقد أننا حققنا الكثير في المنافسة الافتراضية ".
أوضح ستيفن أن معهد IHMC للقدرات المعرفية البشرية والآلية واجه تحديات مختلفة في تطوير البرمجيات. "لقد استخدمنا بيئة المحاكاة الخاصة بنا ، والتي دمجناها مع Gazebo كجزء من منافسة افتراضية ، ولكن الكثير من تطويرنا يتم على منصتنا التي تسمى Simulation Construction Set … استخدمنا برنامجنا عندما أطلقنا روبوتًا حقيقيًا ، لقد قمنا بالكثير من النمذجة وهذا أحد الركائز الأساسية لدينا ، ونتطلع إلى الكثير من الخبرة الجيدة في تطوير البرامج."
قال ستيفن إن لغة برمجة Java مفضلة في IHMC لأنها تحتوي على "مجموعة أدوات رائعة حقًا نشأت حولها." وأشار إلى أنه عند الجمع بين Gazebo وبرامجه الخاصة ، "تكمن المشكلة الرئيسية في أننا نكتب برنامجنا بلغة Java ومعظم برامج الروبوتات تستخدم C أو C ++ ، وهي جيدة جدًا للأنظمة المضمنة. لكننا نريد العمل في Java بالطريقة التي نريدها - لجعل الكود الخاص بنا يعمل في إطار زمني معين ، كما هو مطبق في C أو C ++ ، ولكن لا يستخدمه أي شخص آخر. إنها مشكلة كبيرة في جعل جميع برامج Gazebo تعمل مع كود Java الخاص بنا."
تواصل DARPA ومؤسسة Open Source Foundation تطوير وتحسين المحاكاة والفضاء الافتراضي. "لقد بدأنا في تنفيذ العناصر التي ستجعل جهاز المحاكاة أكثر فائدة في بيئة مختلفة ، خارج موقع الإنقاذ. على سبيل المثال ، نأخذ البرنامج الذي استخدمناه في المنافسة (يسمى CloudSim لأنه يحاكي في بيئة الحوسبة السحابية) ونطوره بهدف التشغيل على الخوادم السحابية ".
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لوجود بيئة محاكاة مفتوحة للاستخدام العام والعمل معها في السحابة في أنه يمكن إجراء الحسابات عالية المستوى بواسطة أنظمة أكثر قوة على الخوادم ، مما يسمح للأشخاص باستخدام أجهزة الكمبيوتر الخفيفة وحتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية. للعمل في مكان عملك. يعتقد Görki أيضًا أن هذا النهج سيكون مفيدًا جدًا في التدريس ، وكذلك في تصميم المنتجات وتطويرها. "ستتمكن من الوصول إلى بيئة المحاكاة هذه من أي مكان في العالم وتجربة الروبوت الجديد الخاص بك فيه."
