DARPA LANdroids: грант на $1 млн

В новостных лентах очень часто можно запутаться. Например, о LAN-дроидах стали писать, как будто они уже созданы или вот-вот будут созданы. На самом деле это далеко не так. Проект является стартующим. Известное всем подразделение министерства обороны США — агентство DARPA (The Defense Advanced Research Projects Agency) — объявило конкурс на разработки для нового проекта, имеющего название LANdroids. Он подразумевает создание небольших передвижных роботов, являющихся, по сути, узлами связи и предназначенных для ее беспроблемного обеспечения в рамках труднодоступных мест включая городскую местность. Это делает военные и спасательные операции более эффективными, поскольку, как мы знаем, даже в случаях крупных аварий и природных катаклизмов первое, что теряется — это связь. Если же речь идет о военных операциях в рамках городской местности, то обозначена одна существенная проблема: солдаты часто оказываются вне зоны прямой видимости радиоволн, связь затруднена. Именно для этих целей создаются LAN-дроиды.

Сами роботы являются единой интеллектуальной системой — она может перестраиваться и самонастраиваться в зависимости от сложившихся условий и реальных ситуаций. Например, выход одного модуля из строя не должен повлиять на работу комплекса в целом — в этом случае роботы делают передислокацию. Работа над проектом изначально разделена на два взаимосвязанных этапа: создание ПО управления и реализация робототехнической части. При этом перед конструкторами и разработчиками поставлена конкретная задача: сделать из LAN-дроидов не только миниатюрные мобильные радиоузлы, но добиться и существенного экономического эффекта — например, планируемая цена одного устройства не должна превышать $100. Ведь, по существу, планируется одновременное использование до нескольких тысяч таких машин. Плюс к этому они должны потреблять минимум энергии и работать на одних элементах питания от семи до четырнадцати суток без перезарядки. На разработку ПО предлагается $1 млн или меньше. Подробности можно узнать на www.fedbizopps.gov и www.grants.gov, а информацию с последнего брифинга от 6 июля — на www.schafertmd.com/landroid. На самом деле такая цена оправдана, задача трудна, и уже в изначальной ее постановке обозначено обеспечение нескольких ключевых типов действий:

. Самоконфигурация.
. Самоорганизация. В данном случае речь идет о том, что говорилось выше: при выходе из строя одного из роботов все остальные
передислоцируются таким образом, чтобы обеспечить связь на заданном периметре.
. Связь через друг друга. Связь может происходить "по цепочке" через несколько устройств, при этом выбирается оптимальный маршрут.
. Интеллектуальная связь. Устройства предусматривают специальные возможности для обеспечения связи в труднодоступных местах — например, в непроницаемых для радиоволн помещениях, в которых присутствуют естественные отверстия (двери и т.п.).
. Самооптимизация. Устройства самостоятельно находят зоны с наиболее сильным сигналом, подстраиваются под них.
. Интеллектуальное управление питанием.

Миниатюрный размер LAN-дроидов выбран не только с позиций экономии питания и удешевления конструкций. Наоборот, то, что минимизировано, является более дорогим. Тут еще дело и в том, что маленького робота размером со спичечный коробок гораздо труднее заметить, а, следовательно, и уничтожить. Хотя спичечный коробок больше показан в рекламных целях, требования к размерам несколько другие, о чем расскажем ниже. Что касается интеллектуальной связи и связи друг через друга, то тут стоит отметить возможность обеспечения связи в многоэтажных зданиях, при этом может быть рассчитано множество вариантов.

Перед разработчиками программной части поставлены весьма нетривиальные задачи, но они вполне реализуемы, учитывая предыдущие разработки под крылом DARPA в этом сегменте. Все прекрасно понимают, что данные машины будут работать в реальных условиях, где есть множество нюансов, касающихся и ландшафта, и зон проникновения сигнала. Причем не стоит забывать о том, что, если один из роботов изменил свое место дислокации, это должно учитываться всей системой и в некоторых случаях заставить ее перестроиться. И это все нужно сделать с учетом того, что основная часть LAN-дроидов находится вне зоны прямой видимости от командного центра, и связь с ними происходит по цепочке. То есть, как вы понимаете, реализация всего этого достаточно громоздка.

У разработчиков робототехнической части ситуация не легче, но также реализуема. Ограничение по размерам составляет не более 1 литра в объеме (в литрах пишем, чтобы вы более иллюстративно себе это представляли), а ограничение по весу — до 1 кг. Мало того, существует множество требований соответствия к военным нормам, а это прочность, надежность, защита от механических воздействий, вибраций, устойчивость к критическим температурам, пыли, влаге. Скорость робота по естественным для города поверхностям (асфальт и т.п.) должна составлять 0,5 м/с. Мало того, LAN-дроид должен самостоятельно обнаруживать препятствия и преодолевать их, хотя бы на самом примитивном уровне. Мало того, это все должно быть реализовано на маломощном CPU при максимально возможном режиме экономии питания. То есть задача очень сложная. Поэтому на ее практическую реализацию уйдет три года. За первые 12 месяцев будут сделаны основные элементы (ПО и "железо"), выпущено и протестировано 10 LAN-дроидов. Основная цель — работающая система в рамках одного этажа. Во втором году работы над проектом рассчитывается создать уже 15 машин, которые смогут покрыть два этажа, и в последние 12 месяцев система будет откатываться на трех и более этажах (50 и более дроидов).

В завершение

Первый вопрос, который возникает: зачем DARPA объявлять грант на такую большую сумму? Ведь это практически призовой фонд первых Grand Challenge. Второй вопрос: что произошло с проектами Centibots (роботы ездили по этажам и взаимосвязанно составляли карту местности) и замозаживляющихся минных полей, которые также проводились под крылом DARPA? Ведь, по существу, это очень схожие проекты с LAN-дроидами, только поставлена несколько другая задача. В новостных лентах писали, что "будет, будет", и где? Если бы эта идея заработала, то она бы уже нашла свое применение хотя бы на выставках военных технологий и множество отражений в других отраслях. На самом деле напрашивается вывод, что все не так хорошо движется, как об этом писали. Причем, если посмотреть на порядок сумм, выделявшихся на те же Centibots, то они исчисляются несколькими миллионами (по крайней мере, так писали).

Тогда все понятно: системы управления множеством — это пока фантастика. Причем даже европейские планы по CIP (Common Interface Protocol), в которых предусматривается управление беспилотными воздушными и наземными машинами с единого командного пульта, тоже могут столкнуться с проблемой… которая и решается в рамках LAN-дроидов, а именно обеспечение качественной радиосвязи. Да, пока говорится о солдатах-людях, что это нужно им, но подспудно подразумеваются UAV (автономные наземные машины). Именно с этого момента можно говорить о начале полноценной роботизации армии, а все эти машины, которые ездят по открытой природной местности и т.п., больше подходят для развлечений в стиле науч-поп. Мало того, без LAN-дроидов или схожей концепции достаточно трудно реализовать полноценное исследование космических тел. Поэтому выделяемая сумма гранта минимальна по сравнению с тем, что данное изобретение может принести человечеству.

Кристофер, christopher@tut.by