no início deste ano, um grupo de alunos, bolsistas de pós-doutorado e professores da a Universidade da Pensilvânia foi a uma mina experimental perto de Pittsburgh para participar da primeira rodada do SubT desafio apresentado pela agência de projetos de pesquisa avançada de defesa (DARPA). A equipe é liderada por Camillo J. Taylor e os pesquisadores cooperaram com a empresa da indústria terciária na Pensilvânia para estabelecer uma equipe de robôs para navegar e explorar o ambiente subterrâneo desconhecido.

para atravessar a mina com sucesso, os robôs precisam ser capazes de ver os arredores para que eles pode evitar obstáculos e também compartilhar o que eles ver com operadores humanos. cada cão carrega um dispositivo de detecção de luz e sequenciamento que usa lasers para criar um mapa tridimensional, stereo RGB câmeras para visualizar artefatos, câmeras térmicas para detectar sinais térmicos e um computador para processar os dados.

Plutão os robôs também precisam ser capazes de decidir onde para ir em seguida, reconhecer artefatos e transmitir informações a outros cães e humanos fora da mina. O programa desenvolvido por Ph.D estudante anthony Cowley é utilizado para gerar um mapa de localização do robô com base nas imagens coletadas pelo sensor, enquanto relíquias culturais como mochilas e telefones celulares são detectadas por meio de um programa desenvolvido pelo aluno de doutorado Shrias shiva Kumar .

Porque ondas de rádio não pode atravessar paredes de cavernas espessas, a comunicação subterrânea é particularmente desafiadora. liderado pelo aluno de mestrado Fernando Cladella, Plutão estratégia é criar um “balde brigada ” sistema para robôs compartilharem dados entre si. dessa forma, se um robô não puder voltar para a entrada, os dados coletados ainda podem ser transmitidos para a estação base por outros cães.

combinando todos estes recursos requer um alto grau de autonomia para permitir que o robô planeje sua estratégia de exploração sem intervenção humana direta. estudante de doutorado Ian miller liderou o trabalho e ajudou a garantir que todos os sensores, hardware e algoritmos funcionassem juntos.

no início deste ano, plutão passou um período de tempo no não. 9 mina e museu de carvão em Lansford, Pensilvânia, e a mina experimental da escola de Minas do Colorado, observando o desempenho de seus sistemas automatizados subterrâneos. após meses de preparação, na primeira rodada do desafio, em agosto, eles competiu contra dez outras equipes em uma mina de teste perto de Pittsburgh.

cada grupo concluiu dois cursos de minas e tentou encontrar itens duas vezes em cada curso, incluindo mochilas, telefones celulares, extintores de incêndio e pessoal virtual. O limite de tempo era de uma hora. nenhum membro da equipe foi autorizado a entrar na mina, apenas o miller teve permissão para interagir com o robô durante a coleta de dados.

Embora deles o robô não encontrou tantos objetos feitos pelo homem quanto o esperado, a equipe de plutão está satisfeita com o desempenho deste sistema em um ambiente tão desafiador e desconhecido. componentes que funcionam bem incluem como cães detectam e exploram túneis, capacidade de reconhecer objetos e cães que não compartilharam dados por meio de um "balde brigada" fornecem várias detecções, mostrando que seus sistema funciona mesmo quando robôs individuais tropeçam Como para recuperar.

"Eles são espancados todos os dias e eles ainda estão trabalhando na manhã seguinte," Shivakumar adicionado brincando. "Isto é realmente louvável." Embora alguns de seus designs foram sobreajustados aos desafios do robô 9, incluindo sensores projetados para paredes estreitas texturizadas e SubT's as paredes são mais largas e lisas, a experiência é mostrada diretamente para a equipe To entender como difícil é projetar um robô em um ambiente desconhecido, é uma rara oportunidade de testar o robô em um novo ambiente. "Isso é muito diferente do fluxo de trabalho acadêmico normal", disse miller. De um algoritmo para algo que você nunca viu antes, é um problema completamente diferente.

Este "último 10%" na robótica torna os sistemas automatizados robustos e confiáveis. Este é um desafio que geralmente é resolvido combinando a tecnologia mais avançada e perspectivas práticas. às vezes estes sistemas próprios não são novos, mas a novidade está em implementação em um ambiente não testado. A novidade é como resolver todos estes problemas e fazer o robô funcionar de maneira confiável em ambientes hostis. "

A equipe ainda está discutindo seu SubT planeje as próximas rodadas. A próxima rodada acontecerá em um ambiente urbano em fevereiro, o que significa mais estruturas e formas feitas pelo homem, como ângulos agudos, paredes lisas e escadas, aconteça o que acontecer acontece no futuro. , criando robôs e enviando eles para desafiador mundo real ambientes é crítico para o progresso da Universidade da Pensilvânia e de todo o campo da robótica. especialmente no futuro, os sistemas automatizados podem realizar uma série de tarefas que vão desde dirigindo carros à procura de sobreviventes. tarefa desafiadora.

pesquisadores do laboratório geral de robótica, automação, sensoriamento e percepção na pensilvânia são plenamente capazes de atender a estes desafios, em parte graças a uma cultura que incentiva a colaboração e comunicação. "Isso é o que instilamos todos que entram em nossas instalações", disse taylor . Se você não preocupe-se em ter um projeto adequado apenas para a sua área de atuação, se você deseja ter um entendimento mais amplo de suas ideias, ele permitirá que você faça coisas maiores. "