Η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Άμυνας (DARPA) πραγματοποίησε επιτυχώς την πρώτη ανάπτυξη οχημάτων στόλου χωρίς πληρώματα και ακατοίκητα από την Ρομποτική Αυτονομία σε σύνθετα περιβάλλοντα με ανθεκτικότητα Πρόγραμμα (RACER) σε περιβάλλοντα εκτός δρόμου.
Ανακοινώθηκε στις 11 Απριλίου 2023, αυτός ο γύρος δοκιμών ολοκληρώνει την πρώτη φάση του έργου RACER.
Το πρόγραμμα RACER έχει αναπτυχθεί με στόχο να εξοπλίσει τα οχήματα μάχης χωρίς πλήρωμα με τεχνολογίες αυτονομίας εκτός δρόμου που μπορούν να τους επιτρέψουν να ταιριάζουν με ταχύτητες που οδηγούνται από τον άνθρωπο σε ρεαλιστικές καταστάσεις.
Μεταξύ 12 και 27 Μαρτίου, το πρόγραμμα παρουσίασε την ικανότητα των οχημάτων μάχης να κινούνται αυτόνομα σε περιβάλλοντα εκτός δρόμου που είναι πιο περίπλοκα και απρόβλεπτα από τις συνθήκες στο δρόμο. Ενώ το όχημα δεν μετέφερε επιβάτες, ένας χειριστής ασφαλείας επέβλεψε τις λειτουργίες από ένα υποστηρικτικό όχημα καταδίωξης.
Στο τελευταίο πείραμα, οι ομάδες ολοκλήρωσαν με επιτυχία περισσότερες από 55 διαδρομές χωρίς οδηγό, καλύπτοντας αποστάσεις που κυμαίνονται από περίπου τέσσερα έως 11 μίλια. Τα οχήματα έφτασαν σε ταχύτητες έως και 25 μίλια/ώρα.
Σύμφωνα με τον διευθυντή προγράμματος RACER, Stuart Young, το πείραμα έδωσε αξιοσημείωτα αποτελέσματα. Η ομάδα μπόρεσε να βελτιώσει τις ταχύτητες εκτός δρόμου ελαχιστοποιώντας την οποιαδήποτε αλληλεπίδραση με το όχημα κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
Το RACER Fleet Vehicle εκπέμπει δεδομένα αισθητήρα
Τα ρομπότ οχημάτων στόλου RACER (RFV) είναι εξοπλισμένα με ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων ανίχνευσης, συμπεριλαμβανομένης της εμβέλειας 360° και της ανίχνευσης εικόνας. Αυτά περιλαμβάνουν πολλαπλά LIDAR, ζεύγη στερεοφωνικών καμερών, έγχρωμες και υπέρυθρες κάμερες απεικόνισης, ραντάρ, αισθητήρες συμβάντων και ανίχνευση μετρήσεων αδράνειας.
Το έδαφος υψηλής ταχύτητας εκτός δρόμου RACER που αναμένεται στις δοκιμές της DARPA απαιτεί ένα εξειδικευμένο ηλεκτρονικό κουτί (E-Box) που είναι περιβαλλοντικά προστατευμένο, ανθεκτικό σε κραδασμούς και κραδασμούς και θερμική διαχείριση. Εργαλεία υπολογισμού εξοπλισμένα με πολλαπλές μονάδες γραφικής επεξεργασίας (GPU) κορυφαίας κατηγορίας έχουν σχεδιαστεί για να ανταποκρίνονται σε αυτές τις απαιτήσεις.
Ο συνδυασμός τεχνολογιών ανίχνευσης και εξειδικευμένου E-box επιτρέπει τη συλλογή δεδομένων αισθητήρων 4 TB ανά ώρα. Αυτά τα δεδομένα είναι ζωτικής σημασίας για την υποστήριξη αλγορίθμων αυτονομίας τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης, καθώς και προσεγγίσεων στοίβας που είναι απαραίτητες για την εκτέλεση ελιγμών μάχης με γρήγορο ρυθμό σε πολύπλοκο έδαφος.
Κάθε RFV είναι εξοπλισμένο με τροποποιήσεις για προστασία σε ρολά, ενσωμάτωση αισθητήρα/E-box, αυτόνομο έλεγχο και αυξημένη ισχύ εξόδου 7 kW. Η Carnegie Robotics LLC (CRL) ενσωμάτωσε με επιτυχία τα RFV σε μια πλατφόρμα βάσης Polaris RZR S4 1000 Turbo drive-by-wire.
Μετάβαση των δυνατοτήτων RACER στις υπηρεσίες
Εκπρόσωποι από τον Στρατό των ΗΠΑ και το Σώμα Πεζοναυτών ήταν παρόντες στο πείραμα για να βοηθήσουν στη μεταφορά τεχνολογιών που αναπτύχθηκαν στο RACER σε μελλοντικές πρωτοβουλίες και ιδέες χωρίς πλήρωμα.
Ερευνητές από το Εργαστήριο Έρευνας Στρατού κατέδειξαν την ευελιξία του λογισμικού αυτονομίας της ομάδας, ένα πλεονέκτημα ζωτικής σημασίας για τη μετάβαση των δυνατοτήτων του RACER στις υπηρεσίες.
Το Εθνικό Κέντρο Εκπαίδευσης του Στρατού των ΗΠΑ (NTC) στο Ft Irwin της Καλιφόρνια, φιλοξένησε μια σειρά από αυστηρά μαθήματα που πραγματοποιήθηκαν στο δύσκολο έδαφος της ερήμου Mojave. Τα γήπεδα παρουσίαζαν μια ποικιλία εμποδίων, συμπεριλαμβανομένων βράχων, θάμνων, τάφρων και δέντρων, τα οποία θα μπορούσαν να εμποδίσουν την ταχύτητα του οχήματος και ακόμη και να τα καταστήσουν αδύνατα αν δεν πλοηγηθούν με προσοχή.
Η επιτυχία της αποστολής εξαρτιόταν από την ικανότητα των ομάδων να αντιλαμβάνονται με ακρίβεια το έδαφος, να σχεδιάζουν τα μονοπάτια τους και να ελέγχουν έμπειρα τα ρομποτικά οχήματά τους σε υψηλές ταχύτητες.
Οι ομάδες που επέστρεψαν από το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, το Jet Propulsion Laboratory της Nasa και το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον ήταν επίσης μεταξύ των ομάδων που δοκίμασαν το λογισμικό αυτονομίας. Οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν επιτυχώς ένα απαιτητικό σεμινάριο χρησιμοποιώντας ένα στόλο 12 RFV, καλύπτοντας συνολική απόσταση 246 μιλίων σε 24,6 ώρες.
Οι ομάδες ήταν εξοπλισμένες με RFV που είχαν τυπικές δυνατότητες απόδοσης, ανίχνευσης και υπολογιστών. Ο Young σχολίασε ότι όταν το λογισμικό αυτονομίας αξιολογείται σε συγκρίσιμες ρυθμίσεις, μπορεί να γίνει μια άμεση σύγκριση με την απόδοση ενός έμπειρου ανθρώπινου χειριστή.
Ο Young προσθέτει: «Κατά τη διάρκεια αυτού του τελευταίου πειράματος, συνεχίσαμε να πιέζουμε τα όρια των οχημάτων στην αντίληψη των περιβαλλόντων σε μεγαλύτερες αποστάσεις, επιτρέποντας περαιτέρω αύξηση των ταχυτήτων και καλύτερη προσαρμογή στις νέες περιβαλλοντικές συνθήκες που θα συνεχιστούν στην επόμενη φάση του RACER».
Πειράματα που κλιμακώνονται σε δυσκολία
Το πείραμα που πραγματοποιήθηκε αυτόν τον μήνα βασίζεται σε προηγούμενες δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν τον Μάρτιο του 2022 και τον Σεπτέμβριο του 2022 στο NTC και στο Camp Roberts της Καλιφόρνια, αντίστοιχα. Κατά τη διάρκεια των εκδηλώσεων, οι συμμετέχουσες ομάδες δοκίμασαν τις αυτόνομες στοίβες λογισμικού τους, οι οποίες αναπτύχθηκαν για το πρόγραμμα RACER, χρησιμοποιώντας συστήματα ρομπότ που παρέχονται από την DARPA. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε διάφορα περιβάλλοντα, μετά από δοκιμές ανάπτυξης που πραγματοποιήθηκαν σε διαφορετικές τοποθεσίες στις ΗΠΑ.
Στο πρώτο πείραμα, τα οχήματα υποβλήθηκαν σε περισσότερες από 40 αυτόνομες διαδρομές δύο μιλίων το καθένα σε έξι διαδρομές σε περιβάλλον ερήμου. Με ταχύτητες έως και 20 μίλια/ώρα, τα οχήματα χωρίς πλήρωμα επέδειξαν την ικανότητά τους να παρακολουθούν, να ταξινομούν και να αποφεύγουν εμπόδια σε βραχώδη και θαμνώδη περιβάλλοντα σε υψηλές ταχύτητες.
Οι ομάδες που συμμετείχαν στο δεύτερο πείραμα πεδίου αντιμετώπισαν περισσότερες προκλήσεις που περιελάμβαναν πιο απότομους λόφους και ολισθηρές επιφάνειες. Μεγαλύτερη εστίαση δόθηκε στη δοκιμή της ικανότητας των συστημάτων ρομπότ να διατηρούν τον έλεγχο κατά την πλοήγηση σε μαθήματα μεγάλης εμβέλειας.
Κατά τη δεύτερη φάση, θα δοθεί έμφαση στη βελτίωση των στοίβων λογισμικού και στη διεξαγωγή δοκιμών για την αξιολόγηση του επιπέδου αυτονομίας που επιτυγχάνεται σε εκτεταμένες διαδρομές εκτός δρόμου με ελάχιστες παρεμβάσεις. Οι ομάδες που συμμετέχουν στο έργο θα μεταφέρουν τις αυτόνομες λύσεις τους σε πλατφόρμες επίδειξης που προσομοιώνουν οχήματα μάχης. Επιπλέον, έχει επιβληθεί να διπλασιάσουν τις ταχύτητες τους από τις μετρήσεις απόδοσης της αρχικής φάσης.