DARPA мирные конкурсы для военного применения

DARPA — Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США — оказавшая огромное влияние на развитие новых перспективных технологий. Считается, что благодаря этой организации родился интернет.

Запуск в 1957 году в СССР первого исскуственного спутника стал довольно большой неожиданностью. Ответом на спутник стало создание в США агентства ARPA — Advanced Research Projects Agency (сегодняшнее название «агентство передовых военных исследовательских проектов» — DARPA). Целью и девизом DARPA является — «защититься от технологических сюрпризов для США и удивить оппонентов».
Сотрудники агентства ищут новые технологии и идеи. Делают они это как самостоятельно, так и проводя конкурсы на технические разработки новаторских идей (например, создание мультиспектральных видеосенсоров, нанотепловизоров (инфракрасных сенсоров, выполенных на микросхеме), новых видов топлива для пусковых ступеней микроракет, автомобилей-роботов и других). Одним из таких конкурсов и является Grand Challenge, конечной целью которого является разработка автономного боевого робота, который будет выполнять эвакуационные и другие задачи в условиях реального боя в автономном режиме.
DARPA Grand Challenge — соревнования автомобилей-роботов, финансируемые правительством США. Целью этих соревнований является создание полностью автономных транспортных средств. Организатором конкурса является агентство передовых оборонных разработок Пентагона (DARPA). На текущий момент этим агентством проведено 3 подобных соревнования (в 2004, 2005 и 2007 годах).
Пентагон планирует к 2015 заменить роботами треть своего автомобильного парка с целью минимизировать риски людских потерь в опасных условиях.

DARPA Grand Challenge 2004

Маршрут протяженностью 240км (150 миль) был проложен от города Barstow (штат Калифорния) до Primm (штат Невада) и проходил преимущественно через пустыню Мохаве (Mojave Desert). Автомобили не всегда двигались по дорогам, а на их пути попадались различные искусственные и естественные препятствия (линии электропередачи, тоннели, заборы из колючей проволоки, ворота, канавы, песчаные участки, лужи, камни).

Правила, поставленные перед участниками первых соревнований DARPA Grand Challenge, были относительно простые: отсутствие ограничений на размер и вес автомобилей, запрет на участие людей в управлении транспортным средством. Максимальное время на прохождение трассы составляло 10 часов. Кроме того, автомобили-роботы не должны были повреждать другие транспортные средства, дорожные и природные объекты.
Из 106 команд, подавших заявки на участие после предварительного отбора и серии квалификационных заездов (километровой полосы препятствий на California Speedway) осталось 15, которые должны были участвовать в итоговом соревновании DARPA Grand Challenge 2004. Главный приз составлял 1 миллион долларов.
13 марта 2004 года состоялся финальный заезд. За 2 часа до начала заезда команды участники получили карту маршрута. Беспилотные машины должны были двигаться по определённой траектории, отмеченной точными координатами узловых точек. Для задания оптимальной скорости и других параметров движения своих роботов, команды могли заранее детально изучить трассу, рассмотрев снимки со спутника, топографические карты и проведя фотографирование с воздуха.

Из 15 роботов включая, автономный мотоцикл, багги, грузовой автомобиль, и лёгкий электромобиль, допущенных к соревнованиям, покинуть старт сумели всего восемь машин. К сожалению, до финиша не доехала ни одна команда, максимальное расстояние, которое смогли преодолеть автомобили роботы – 12 км.

Первый автономный мотоцикл упал, проехав всего 3 метра

Происшествий и аварий было предостаточно: одно из транспортных средств перевернулось недалеко от старта, другое стало ездить кругами, несколько автомобилей врезалось в препятствия, кто-то запутался в колючей проволоке, кто-то скатился с насыпи и заглох.
Хорошо показавший себя на предварительных заездах джип Sandstorm команды Red Team, смог установить рекорд скорости среди автомобилей-роботов — 65 км/час. Но, проехав 12 км, сбился с курса и, объезжая горку, перевернулся.

Sandstorm

Приз так и не достался никому…

DARPA Grand Challenge 2005

Фрагмент трассы DARPA Grand Challenge 2005

Спустя примерно полтора года состоялся финальный заезд вторых по счету соревнований — DARPA Grand Challenge. Маршрут снова проходил по каменистой пустыне Мохава, его протяженность составляла 212,5 к м (132 мили). И старт и финиш находился в городе Primm (штат Невада)
Максимальное время на заезд составляло не более 10 ч. Денежный приз за победу составлял уже 2 миллиона долларов. Маршрут, как и в первых соревнованиях, выдавался за 2 часа до заезда.
По итогам предварительных заездов из 195 команд было отобрано 43. Они получили приглашение участвовать в NQE (National Qualification Event) — национальном квалификационном отборе, который моделировал проблемы, с которыми могут столкнуться автомобили при прохождении основной трассы. NQE проводился в течение 8 дней на небольшом участке трассы California Speedway длиной 4,5 км (2,8 мили). По его итогам к соревнованиям DARPA Grand Challenge 2005 было допущено 23 команды.
Перед проведением NQE каждая команда получила обязательное для установки оборудование – систему E-Stop (для удаленной остановки транспортного средства при угрозе аварии и ограничения максимальной скорости).

Система E-Stop

8 октября 2005 года состоялся финал соревнований DARPA Grand Challenge 2005. Машинам предстояло двигаться в довольно сложных условиях (крутые повороты, большие перепады высот, узкие неосвещенные тоннели, где происходит потеря GPS сигнала, различные препятствия на дороге). Победу одержало транспортное средство Stanley, созданное на основе VW Touareg командой Stanford Racing Team (Стэнфордский университет). Stanley смог преодолеть весь маршрут и выйти на финиш за 6 ч 54 мин. Его средняя скорость была около 30 км/ч. Второе и третье места разделили автомобили команды Red Team (университет Карнеги-Меллона).

Первое место – автомобиль Stanley

Второе место – автомобиль Sandstorm

Третье место – автомобиль H1ghlander

DARPA Urban Challenge 2007

Местом проведения следующих соревнований была выбрана заброшенная военно-воздушная база «George» (Северная Калифорния). Как видно из названия, автомобили-роботы должны были проехать трассу, которая проходила уже не по пустыне, а имитировала улицы реального города со светофорами, перекрестками, знаками дорожного движения и препятствиями (деревья, колодцы коммунальных служб, и припаркованные машины). Важнейшим условием было присутствие на трассе движущихся транспортных средств. Роботы должны были соблюдать основные правила дорожного движения, уметь перестраиваться из одной полосы в другую, въезжать и двигаться в потоке других машин и самостоятельно парковаться.

Участок трассы DARPA Urban Challenge 2007

Механизм отбора для участия в финале был таким же как и 2 года назад: командам нужно было пройти 2 типа отборочных квалификационных туров – региональные и национальные (NQE). По итогам региональных отборочных туров из 89 команд было отобрано 35, которые получили приглашение участвовать в NQE, проходившем с 26 по 31 октября 2007 года. Он включал в себя тестирование беспилотных автомобилей непосредственно в условиях городского движения на сравнительно небольшом участке трассы – 4,5 км (2.8 мили). Квалификационные задания включали в себя проезд перекрестков, движение в общем потоке других транспортных средств, объезд препятствий, парковку и др. Вместе с роботами по дорогам двигались обычные машины, управляемые людьми.
По итогам NQE для финала DARPA Urban Challenge 2007 было отобрано 11 команд. Он прошел 3 ноября 2007 года. Автомобилям нужно было доставить груз в конечную точку, пройдя 96,5 км (60 миль) через промежуточные узловые точки (координаты этих точек были выданы командам за 5 минут до старта). Максимальное время, отведенное для прохождения трассы – не более 6 часов. Столкновение с другими участниками движения или препятствиями означало дисквалификацию, а за нарушение правил дорожного движения начислялись штрафные баллы. Во время проведения заезда по «улицам» полигона, вместе с роботами, по дороге двигалось около 50 машин, имитирующих городской трафик.
Быстрее всех на финиш приехал автомобиль команды Stanford Racing Team (Стэнфордский университет) – Junior. Но, с учетом штрафных баллов, в общем зачете он опустился на второе место. Первое место получил автомобиль-робот Boss, сделаный на базе Chevrolet Tahoe командой Tartan Racing (компания General Motors и Массачусетсский технологический институт). Третье место заняла команда VictorTango компании Ford и Вирджинского технологического университета. Стоит отметить, что за отведенное регламентом время до финиша добрались 6 автомобилей-роботов.

Первое место – автомобиль Boss

Призовой фонд распределился следующим образом: первое место — 2 миллиона долларов, второе — 1 миллион и третье — 500 тысяч.

Второе место – автомобиль Junior

Третье место – автомобиль VictorTango

Как отмечают участники надежды тех, кто хотел увидеть многочисленные аварии автомобилей-роботов, не оправдались, были лишь небольшие инциденты, например, через час после начала соревнований система управления беспилотного грузовика команды Oshkosh вышла из строя, и его остановили, чтобы избежать столкновения с одним из зданий полигона. Примерно за час до окончания гонки, столкнулись два автомобиля-робота, которые не получили серьезных повреждений, но были дисквалифицированы, согласно правилам соревнования.

Вот еще несколько интересных конкурсов от агентства DARPA.

DARPA Network Challenge

В декабре 2009 года DARPA провела конкурс ^[1] по определению точных координат объектов с помощью социальных сетей. Его приз составил 40 тысяч долларов. В небо запускались 10 красных шаров-метеозондов, а через 12 часов они были спущены на землю. Так как за это время шары разлетелись по всей территории США и сами участники не смогли бы определить их координаты, то им предлагалось воспользоваться возможностями социальных сетей. Основная цель конкурса— понять, как интернет и социальные сети могут помочь людям в организации сотрудничества друг с другом для решения реальных проблем и задач, не исключено что и в военной сфере. Команде «MIT RED BALLOON TEAM» потребовалось меньше 9 часов, найти координаты всех 10 шаров. Они использовали вирусную кампанию: каждому сообщившему о местоположении шара полагался приз в $2000. При этом приз поменьше получал человек, который привел друга с правильными данными. Это позволило привлечь к поиску большое количество людей.

Shredder Challenge

В январе 2012 года был проведен конкурс ^[2] по восстановлению измельчённых документов, пропущеных через шредер. ишние или отсутствовать некоторые фрагменты.
Участникам выдавались несколько документов с рукописным текстом, которые были измельчены. В них могли отсутствовать некоторые фрагменты или быть лишние. Предлагалось ответить на вопросы, ответ на которые можно было узнать из этих текстов. Первое место и приз в 50 тысяч далларов достался команде Сан-Франциско с названием «Все ваши обрезки принадлежат США». Кроме отслеживания по буквам верных сочетаний соседних полосок, они использовали разбросанные по документам подсказки, то есть обращали внимание на смысл складывающихся головоломок.
Однако победители наглядно показали, как из измельчённой кучки бумаг можно получать читаемый текст и разбираться в его смысле даже при недостатке частей документа. А ведь именно это и было нужно инициаторам конкурса, представлявшим интересы военных и спецслужб.

Агенство DARPA находит новые технологии и доводит их до стадии промышленной разработки. Один из принципов агентства — не бояться риска в надежде на выдающийся результат. Оно подчиняется напрямую руководству министерства обороны, а штат сотрудников всего 240 человек.

Источники

http://ru.wikipedia.org/wiki/Агентство_по_перспективным_оборонным_научно-исследовательским_разработкам_США ^[3]
http://archive.darpa.mil/grandchallenge ^[4]
http://ru.wikipedia.org/wiki/DARPA_Grand_Challenge ^[5]

Автор: denvar