Невозможно писать без смеси трепета и ужаса о робо-турнирах знаменитой DARPA[1]. Действуя по принципу «Мы не угадываем будущее. Мы его создаем», DARPA вкладывает серьезные деньги, десятки миллионов долларов, в очень узкую область практических исследований, добиваясь решительных научных прорывов в кратчайшие сроки – и затем создавая на этой основе реально работающие технические прототипы, востребованные в том числе вооруженными силами США.
Как американцы создали автономный робо-мобиль
В 2004 году DARPA в рамках выполнения постановления Конгресса о замене трети транспортных средств в войсках США к 2015 году на автономные робо-платформы организовала Grand Challenge, Великий Вызов всей робо-промышленности США. Она предложила создать автономно действующий автомобиль, способный преодолеть 320 километров по пустыне Мохаве менее чем за 10 часов. Никаких операторов. Никаких контактов с людьми. Полностью автономный робо-автомобиль (построенный на базе обычных автомобилей, модифицированных с добавлением чувствительных сенсоров и управляющих компьютеров) запускается в пустыню и сам из нее выезжает через 10 часов.
На одну лишь логистику мероприятия потратили свыше 13 миллионов долларов, не считая финансирования команд. Так, RED-team, состоящая из студентов и профессоров университета Карнеги Меллон, специализирующегося на автономной роботехнике и участвовавшего в том числе в создании марсоходов, потратила на создание робо-мобиля из «Хаммера» год труда и 3 миллиона долларов. Не считая примерно сотни студентов, которые работали над робомобилем бесплатно. Затраты остальных участников соревнования были сравнимыми, люди теряли работы, люди разводились с женами, люди круглосуточно жили в лабораториях, готовясь к самому дерзкому, самому престижному и самому громкому соревнованию в истории американской робототехники с призовым фондом в 1 миллион долларов. После серии отборочных мероприятий на финальное соревнование были допущены 15 робо-мобилей. Результат года труда тысяч студентов и профессоров и десятков потраченных миллионов долларов? Ни один автомобиль ни одной команды не смог завершить маршрут, дальше всего уехал тот самый «Хаммер» Red Team, пробравшись аж на 12 километров (из 240).
Реакция DARPA на тот факт, что они потратили десятки миллионов налогоплательщиков, получив провальный результат? Конечно же, объявить новый Великий Вызов, удвоив призовую ставку до 2 миллионов! Причем в духе типичного для этого агентства налета техносадизма («Это всего лишь очень сложно, но не невозможно» – доктор Джилл Прэтт, один из менеджеров робо-программ DARPA). Трассу усложнили, добавив крутые повороты, съезды по опасным склонам и другие препятствия, от которых у руководителей участвовавших команд начался нервный тик. Результат? Пять автомобилей добрались до финиша 212-ти километрового маршрута, победила команда Стэнфордского университета, построившая свой робо-мобиль на основе «Фольксваген Туарега» и прошедшая весь маршрут за 6 часов и 54 минуты. Таким образом, DARPA во исполнение постановления Вашингтонского обкома выполнила задачу по созданию автономного робо-мобиля, способного самостоятельно передвигаться на длительные дистанции в жесточайших условиях пустыни. И не остановилась на этом.
В 2007 году DARPA объявила Urban Challenge, Городской Вызов, суть которого сводилась к тому, что от участников требовалось сконструировать робо-мобиль, способный передвигаться в ландшафте типичного американского пригорода, с соблюдением всех дорожных правил и взаимодействием с другими машинами, управляемыми как роботами, так и живыми людьми. По сути, речь шла о создании полностью автономного автомобиля, приспособленного к движению по городу в условиях непредсказуемого траффика.
Из 89 подавших заявки команд лишь 35 были отобраны для финала, из которых непосредственно до маршрута добралось 11 участников, включая уже знакомый нам Стэндфорд с «Фольксвагеном» и Red Team, проигравшую Стэнфорду в 2005 году, но взявшую реванш в 2007-ом, когда Стэнфорд пришел лишь вторым. Все 11 робо-мобилей откатали 90-та километровый городской маршрут без столкновений и происшествий, наглядно показав, что создание автономных городских средств передвижения возможно. Инициатива DARPA привела к буму в строительстве робо-мобилей, уже вылившись в конкретные результаты – например, Гугл-Мобили, путешествующие в автономном режиме по улицам крупных городов и снимающие городские ландшафты для сервиса «Гугл Карты», обязаны свои появлением именно робостроительному буму, устроенному DARPA.
Как американцы создают терминатора
Доказав, что создание автономных робо-мобилей – это лишь вопрос желания, DARPA не остановилась и замахнулась на святое, на голубую мечту всех писателей-фантастов (а также, само собой, Министерства Обороны) – антроподобных роботов. Прямо сейчас, пока я пишу эти строки, идет лихорадочная подготовка к первому этапу Darpa Robotics Challenge, начинающемуся в октябре. DARPA требует от участников ни много, ни мало, построить роботов, способных оперировать в ситуации техногенной катастрофы – называется в первую очередь авария на Фукусиме – используя для ликвидации катастрофы оборудование, рассчитанное на людей. От роботов ожидается способность управлять автомобилем и тяжелой строительной техникой, переносить мусор, закручивать вентили и устранять мелкие технические поломки, а также оперировать пневматическим молотом, пробивая бреши в стенах и перегородках, а затем проникая в них. Иначе говоря, речь идет о создании полноценной замены человеку, причем особо подчеркивается способность робота адаптироваться к любой ситуации и использовать любые орудия и механизмы, без узкой специализации. Роботы будут лишь частично автономными, с подключением к внешнему источнику питания – из-за чего DARPA анонсировала еще один отдельный конкурс по повышению энергоемкости автономных источников питания и доведению среднего времени автономной работы робота с 10-20 до 200 минут.
Для тех команд, которые не в состоянии построить свою собственную робо-платформу, но хотели бы поучаствовать в соревновании в качестве создателей программного обеспечения, контролирующего движения робота, DARPA предоставит роботов-андроидов, произведенных по ее заказу знаменитой фирмой Boston Dynamics, создательницей известного робо-мула. Посмотреть видео с частично автономным андроидом в движении, который будет использоваться в Робо-Вызове, можно здесь. Это наше будущее и будущее всей робототехники…. при этом излишне говорить, что робот, способный управлять транспортными средствами и всеми техническими приспособлениями рассчитанными на человека, сможет не только участвовать в ликвидации аварий, но и заменить людей в зоне боевых действий.
Итогом крайне амбициозного конкурса DARPA (первая, подготовительная фаза, продлится 13 месяцев и в ходе нее DARPA, в том числе, присмотрится к результатам команд, чтобы понять, позволяет ли в принципе нынешний уровень технологий воплотить ее требования) станет создание – назовем вещи своими именами – терминатора, буквально похожего на роботов из известных фантастических фильмов. Пока что дарпанатор будет лишь частично автономным, но DARPA будет тестировать в том числе ухудшение и даже прерывание связи оператора с роботом, с оценкой действий механизма в автономных условиях.
Америка на пороге эры андроидов
Следует заметить, что Робо-Вызов DARPA проводится в рамках Национальной Роботехнической Инициативы, целью которой является массовое внедрение робототехники в повседневную жизнь американцев во всех сферах, от медицины до сельского хозяйства. В этой связи интересно отметить постоянно педалируемый руководителями DARPA упор на универсальность конкурсного андроида и его способность работать где угодно. Хоть на Фукусиме, хоть на сборе клубники вместо мексиканцев. По сути, мы стоим на пороге нового, постчеловеческого мира – до сих пор все создаваемые роботы были узкоспециализированными, и в случае успеха инициативы DARPA мы получим первый роботизированный механизм, способный заменить человека. Пока еще неавтономный. Пока еще с частичным контролем оператора. Но, учитывая скорость, с которой DARPA рвет представления о возможном, это все проблемы на несколько лет максимум.
Нельзя также не отметить, что кроме DARPA конкурсами роботехники активно занимается AUVSI (Международная Ассоциация Беспилотных Средств), плотно сотрудничающая с исследовательскими центрами Армии и Флота США, но масштаб проводимых ими мероприятий принципиально другой – с призовыми фондами в несколько десятков тысяч долларов, и они служат не сколько для прорывов в робототехнике, сколько для поддержания интереса в студенчестве к данному направлению. Но и тут DARPA вырывается вперед с Young Faculty Award, спонсирующей молодых специалистов, занятых перспективными с точки зрения обороны темами – лишь в прошлом году им было выделено свыше 11 миллионов долларов в виде грантов.
Можно с уверенностью сказать, что в США существуют десятки мероприятий для любителей строить роботов, но ни одно из них – кроме устраиваемых DARPA – не привлекает гигантские команды из сотен студентов под руководством ведущих специалистов в роботостроении, при участии концернов и корпораций. DARPA творит будущее, здесь и сейчас. И это будущее, увы, полностью американское.
Егор Просвирнин
Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США, создано в 1958 году в ответ на запуск советского спутника, подчиняется непосредственно высшему руководству Министерства обороны стрпнв. За время своего существования DARPA успела придумать интернет, графический интерфейс и еще массу вещей, серьезно изменивших жизнь человечества.
