В преддверии DARPA Urban Grand Challenge 2007

Да-да, полное название Urban Grand Challenge, а не Urban Challenge, как до сих пор по привычке пишут во многих изданиях. В том, что эти соревнования "великие" (перевод слова "grand"), сомнений нет, но подчеркнуть стоит.

Не успели положительно разрешиться гонки 2005 года, как множество команд принялось за работу над созданием автономных моделей для следующих. Тогда казалось, что 2007 год - это далеко, несколько пугало усложнение правил и появление в названии и правилах слова Urban. То есть все поняли, что состязаний в рамках природного ландшафта уже не будет, и актуальной становится городская местность. Призовой фонд также изменился в большую сторону, но не для победителя, а в сумме. То есть, обладатели первого места получат 2 млн. USD, второго - 1 млн., третьего - 500 тыс.

Достаточно серьезно удивил список команд, опубликованный 5 апреля, среди них оказались немцы, французы, канадцы, мексиканцы, сингапурцы. И это при том, что ранее было введено жесткое ограничение: участвуют только американцы. Причина такого ограничения заключается в весьма очевидной вещи, ведь DARPA - это подразделение Министерства Обороны США, и основной задачей, которая решается с помощью этих гонок, является претворение в жизнь планов военных структур Соединенных Штатов к 2015 году роботизировать американскую армию. Многим нашим читателям эти планы известны под аббревиатурой FCS (Future Combat Systems). Но, наука, впрочем, как и современная техника, не имеет границ.

Конечно, изначально первые гонки DARPA привлекли массовый интерес всего мира, ко вторым интерес несколько охладел, и, как факт, появились некоторые попытки создания собственных соревнований, имеющих другие территориальные требования. Наиболее успешными оказались немецкие Elrob, которые ограничились только европейцами, но и тут без казусов не обошлось. Например, в Elrob прошлого года приняла участие английская команда, которая в Америке является не чем иным, как фирмой Foster-Miller, поставляющей уже реально действующих роботов в места военных операций американской армии и имеющей прямое отношение к государственным военным заказам США. Мало того, на Elrob они показали тех же самых роботов, которые изготовляются для американских военных. Это нарушило ограничения Elrob, хотя никто особого внимания данному вопросу не уделил.

Организаторы Elrob, опережая события, даже предприняли попытку сделать соревнования в рамках городской местности раньше DARPA 2007. Что из этого получится, мы уже узнаем в июле, еще интереснее будет сравнить результаты.

А на данный момент вернемся к американским состязаниям и перейдем к такому ключевому пункту, как правила. DARPA Urban Grand Challenge 2007 состоятся 3 ноября этого года. Участие принимают только автономные машины, то есть предусматривающие самостоятельное управление без участия человека либо других биологических форм, посредством анализа окружающей местности. Таким образом, робо-машины, прошедшие предварительные отборочные туры, должны проехать расстояние в 60 миль по муляжу города. Что же от них требуется:

• Реализация полноценного вождения в рамках городских улиц с учетом стандартной дорожной разметки и всех правил дорожного движения.
• Представление безопасного вождения, учитывающего дистанцию от других машин, расположенных спереди, сзади или сбоку автомобиля в момент езды.
• Представление безопасного вождения с возможностью объезда стоящих машин, выезда с парковки, проезда через перекрестки, и в любых других ситуациях, когда возможно столкновение.
• Демонстрация правильного вождения в рамках узких улочек, крутых поворотов, перекрестков, остановок перед переходами.
• Реализация безопасного вождения в местах, где сигналы GPS частично или полностью недоступны.
• Демонстрация возможностей управления в рамках больших пространств с минимальным количеством точек GPS или их полным отсутствием, к примеру, погрузочные станции или места парковки. Эти участки могут включать естественные препятствия в виде стоящих или двигающихся автомобилей.
• Полноценная демонстрация парковки (точность и безопасность).
• Правильное поведение при U-поворотах.
• Динамическое изменение плана движения к конечному пункту в случаях, когда первичный план не может быть реализован.

Что странно в данной ситуации? Если вспоминать гонки DARPA 2004, т.е. самые первые, то слово "автомобили" там как бы и не присутствовало. Участникам нужно было обязательно добраться в кратчайшие сроки из пункта А в пункт Б, а что лежит в основе их механизма, автомобиль или робо-гуманоид, не имело значения. Среди заявок можно было встретить и такие интересные решения, как компьютерные системные блоки на колесиках и так далее. А наиболее успешными оказались идеи, реализованные на базе обычных автомобилей. Хотя, как сказать... В DARPA 2004 никто вообще не добрался до финиша, а гонки 2005-го - это уже были соревнования автомобилей, напичканных электроникой. То есть все пошли по пути минимального сопротивления. Ведь на разработку того же передвигающегося механизма можно потратить годы, а тут требуется быстрый и эффектный результат. В результате, в 2007 году в гонках DARPA других вариантов, кроме как напичканных автомобилей, не предусматривается вообще.

Еще один интересный момент заключается в том, что системы автопарковки, слежения за дистанцией и разметкой дороги уже встроены в некоторые современные автомобили. Тут изобретать велосипед не нужно.

В последних новостных сводках наиболее сильно активизировалась команда, победившая два года назад. Описывая свою новую разработку на базе Volkswagen Passat, они говорят о том, что изобретенное сейчас должно очень сильно заинтересовать автопромышленников. Возможно, так оно и будет. Но посмотрите, как изменились акценты! Должно заинтересовать не военных (!), а автопромышленников. А как же планы FCS?

Вообще, давайте расмотрим такое понятие, как "слежение за разметкой дороги". Во-первых, это уже чем-то напоминает студенческие соревнования IGVC, в которых трасса ограничивается белыми линиями. Во-вторых, практическое применение такого вида слежения очень спорно. Например, в непогоду (снег) данная разметка становится не видна, следовательно, недоступна для распознавания. В-третьих, у каждой страны своя специфика дорожного движения, и дело касается не только правил и условных обозначений, а вообще наличия дорожного покрытия. То есть, как вы понимаете, применением технологий для военных операций тут как бы и не пахнет, а для гражданских целей все выглядит достаточно спорно в плане развития. Например, гораздо более эффективной выглядит идея-предложение использовать специальную "электронную дорожную разметку" для машин на крупных трассах и автобанах. Но это ведь коммерческое использование, а не военные действия.

Всего на данный момент отобраны 53 интернациональные команды. Практически все базируют свои разработки на реальных автомобилях, тех, которые ездят сейчас по улицам. Стоит отметить, что и наборы электроники у каждой из команд практически идентичны: GPS, ультразвуковые и лазерные сканеры, видеокамеры, компьютер. То есть, на самом деле, это практически соревнования программных интеллектов, и все, большей частью, зависит от алгоритмов. Конечно, в рамках передвижения по городской местности наиболее эффективными являются небольшие автомобили; в массивных грузовиках, какие мы могли наблюдать в 2004-м и 2005-м, как бы отпадает необходимость. Это понимают и команды, ведь их задача - победить. Что касается самих участников, то здесь можно встретить практически весь срез научно-инженерного потенциала планеты - от подразделений NASA до ведущих университетов.

Интересное, вместо выводов...

Перед тем как сесть за написание данного материала, ваш покорный слуга внимательно посмотрел видеоматериалы с прошлых IGVC - студенческих соревнований. В частности, интересовало поведение роботов при перемещении по ограниченной белыми линиями трассе. Нужно отметить, что далеко не все ехали нормально. Они, как бы это описать наиболее иллюстративно, "тыкались" в разные стороны. Ситуация напоминала тараканьи бега, в которых насекомые пытаются пробежать по желобам, ограниченным естественными препятствиями, а в данном случае в их качестве выступает разметка. Да-да, и в Urban Grand Challenge 2007 все также будет напоминать эти самые "тараканьи бега", только в качестве насекомых используются обычные автомобили, а все ограничения закладываются программой.

Кристофер,
christopher@tut.by