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Une nouvelle ère en robotique a commencé



L'équipe CoSTAR avec le robot à quatre pattes SPOT mini a remporté l'étape du Circuit urbain du DARPA Subterranean Challenge!

Les compétitions de robots évoluent


L'Agence des projets de recherche avancée du Département de la défense ( DARPA ) est l'agence chargée de développer de nouvelles technologies à usage militaire. Selon une citation du site Web de la DARPA, «pour assurer la supériorité technologique continue des forces armées américaines, pour empêcher l'émergence soudaine de nouveaux moyens techniques de guerre pour les États-Unis, pour soutenir la recherche révolutionnaire, pour combler le fossé entre la recherche fondamentale et leur application dans le domaine militaire, l'agence mène un certain nombre d'événements dans y compris la concurrence entre les entreprises de robotique. " Le DARPA Subterranean Challenge est l'un de ces événements.

Concours sans pilote «Ville d'hiver»a montré que les équipes ont utilisé l'astuce, utilisé pour localiser sur la piste GPS et ne se sont pas rendues sur les parties de la piste où son signal n'est pas disponible, infirmant ainsi l'idée de révéler le niveau de préparation de la technologie des drones. Dans le DARPA Subterranean Challenge, l'action se déroule sous terre, excluant la possibilité même d'utiliser le GPS, et il y a d'autres obstacles qui causent des problèmes aux robots et à l'IA: mauvais éclairage, environnement non structuré, flaques d'eau, escaliers entre les étages, etc. La tâche consiste pour les robots à explorer de manière autonome le donjon et à trouver certains objets pour lesquels ils reçoivent des points. Ainsi, le DARPA Subterranean Challenge nous oblige à rechercher de nouvelles approches pour une cartographie rapide,navigation souterraine et recherche lors d'opérations de combat urgentes ou de scénarios d'intervention en cas de catastrophe.



Le 27 février, l'équipe CoSTAR avec le robot de marche à quatre pattes SPOT a pris la première place dans le circuit urbain du DARPA Subterranean Challenge, tandis que l'équipe CERBERUS avec son robot de marche à quatre pattes ANYmal a pris la cinquième place, tandis que les robots de marche ont été utilisés pour la première fois dans de telles compétitions.

Analyse de la victoire et de la technologie de l'équipe CoSTAR



1. Afin que les robots soient vraiment autonomes dans des conditions de mouvement dans des donjons sans accès à un signal GPS, l'équipe a développé le cadre NeBula en utilisant les données de fusibles de divers capteurs et en détectant les anomalies à l'aide de ML. L'utilisation de nouvelles technologies permettra aux robots d'effectuer des tâches critiques hors ligne dans des conditions difficiles qui sont désormais "trop ​​difficiles" pour la génération actuelle de robots et de véhicules sans pilote. Il est important que ce cadre NeBula soit implémenté dans le Robot Operating System (ROS), qui est l'une des technologies de base du Sberbank Robotics Laboratory et qui est activement développé par la communauté des développeurs. La prochaine réunion de plusieurs centaines d'ingénieurs ROS se tiendra à Sberbank le 18 avril .
2. Surmonter les infrastructures humaines et un environnement non structuré, comme les escaliers, est actuellement un problème sérieux pour les robots. Sur une section avec un escalier entre les étages, le robot SPOT a démontré ses capacités de la meilleure façon (un court passage où le robot descend les escaliers). La réussite d'un tel test suggère qu'il devient désormais possible de créer des robots autonomes plus complexes pour se déplacer simultanément à la fois dans la rue sur un terrain difficile et à l'intérieur de pièces non préparées pour les robots.

Analyse de l'équipe CERBERUS



Vidéo: ANYmal robot descend les escaliers
ANYmal comprenant une plate-forme de recherche sur laquelle des recherches ouvertes sont menées et des articles scientifiques sont écrits, l'une des dernières approches qui a été appliquée dans les compétitions est décrite dans l'article «Apprendre la motricité agile et dynamique pour les robots à pattes».Il consiste à proposer une approche pour résoudre le problème de l'apprentissage automatique dans un simulateur et dans la réalité. Un réseau neuronal a été formé sur la base d'un modèle mathématique des mouvements des jambes et des données recueillies auprès d'un vrai robot, puis un autre réseau neuronal a été formé sur la base des prédictions du premier réseau neuronal du simulateur. Le simulateur hybride s'est avéré plus rapide et plus précis que le simulateur sur des modèles analytiques. Mais plus important encore, lorsque la stratégie de mouvement a été optimisée dans un simulateur hybride, puis transférée à un vrai robot et testée dans le monde physique, elle s'est avérée aussi réussie que dans la simulation. Cette percée attendue depuis longtemps signale une diminution de l'écart apparemment insurmontable dans la formation des réseaux de neurones entre la simulation et la réalité.



L'approche a fait allusion à un autre changement important dans le domaine de la robotique. Les modèles hybrides sont la première étape de ce changement. La prochaine étape sera le rejet des modèles analytiques en général au profit de modèles d'apprentissage automatique formés à partir de données collectées dans un environnement robotique réel. Ces approches basées sur des données, appelées de bout en bout, gagnent du terrain.

De plus, le développement de telles approches aidera à aborder la solution des tâches AGI, en suivant l'exemple de la façon dont un enfant apprend à marcher. Ainsi, l'étude des logiciels robotiques peut fournir des informations sur des questions anciennes sur l'esprit humain.

On peut supposer que la conscience de soi et donc la conscience, en substance, sont un indicateur de notre capacité à penser à nous-mêmes de manière abstraite - à nous exprimer. Plus une personne peut regarder en avant, et plus l'image mentale de son activité future sera détaillée, plus sa capacité à prendre conscience de soi sera élevée. Désormais, les robots peuvent apprendre à modéliser indépendamment. Cette percée n'est pas seulement une réalisation pratique qui permettra d'économiser des efforts d'ingénierie, mais aussi le début de l'ère de l'autonomie du robot.

Auteurs de l'article: Albert Efimov, Alexey Burkov, Victor Tsygankov
Sberbank Robotics Laboratory

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