Considerado como las Olimpiadas de la robótica, el DARPA Challenge es una competición de robótica autónoma desarrollada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) de Estados Unidos. Identificaron una laguna tecnológica al ver la necesidad de mejorar la tecnología para las misiones de búsqueda y rescate que suelen llevarse a cabo en entornos impredecibles, como el subsuelo. Para abordar esta cuestión, crearon la competición con el fin de fomentar y acelerar la investigación pionera en la exploración y cartografía autónoma subterránea.
Los competidores estaban formados por equipos de todo el mundo, algunos seleccionados y financiados por DARPA . Su reto consistía en utilizar una flota de robots autónomos para explorar diversos escenarios del mundo real, como entornos urbanos subterráneos, túneles y cuevas. Los robots que informaban correctamente de la ubicación de los supervivientes atrapados, las mochilas y los teléfonos móviles sumaban puntos para los equipos, y el equipo con más puntos ganaba la ronda.
El concurso se lanzó en 2018, al mismo tiempo que Emesent CSIRO en la exploración más allá de la línea de visión para la minería subterránea. Emesent CSIRO del reto gracias al profesor Ronald Arkin, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech). Decidieron unir los más de 20 años de experiencia de Georgia Tech en el desarrollo de robots colaborativos, la investigación CSIROsobre robots terrestres y el desarrollo Emesenten materia de exploración autónoma y cartografía en entornos sin GPS para formar un equipo.
El primer reto fue el Tunnel Circuit, celebrado en agosto de 2019 en los túneles de una mina de investigación de Pittsburgh. Emesent , investigadores e ingenieros, se desplazó a Pensilvania y se unió a sus compañeros de equipo para poner a prueba su flota de robots frente a los peligros a los que se enfrentarían en un ejercicio real de búsqueda y rescate, como terrenos difíciles, obstáculos físicos, oscuridad, polvo y humo. La flota de robots seleccionada para hacer frente a estos peligros estaba compuesta por cinco máquinas.
- El BIA5 OzBot Titan, un robot terrestre que se desplaza sobre dos orugas.
- Bruce, el sistema hexápodo patentado CSIROData61 que se mueve sobre seis patas similares a las de una araña.
- Ghost, un robot cuadrúpedo de Vision60.
- SuperDroid Robots Inc LT2, un robot terrestre más pequeño, que también utiliza dos orugas para desplazarse.
- Hovermap en un dron de seis rotores para actuar como explorador y acceder a zonas a las que los robots terrestres no pueden llegar.
El equipo Emesent CSIRO – Georgia Tech terminó quinto, con una puntuación de 7 puntos, suficiente para pasar a la siguiente ronda, pero a 18 puntos del líder, lo que deja mucho margen de mejora.
Todo el desafío SubT fue un programa intensivo de desarrollo y aprendizaje.
Pero el primer desafío realmente nos permitió comprender lo que se esperaba de nosotros y de nuestra flota de robots.
Es importante ser ágil, adaptable y estar preparado para cambiar la metodología o el enfoque cuando se llega a un callejón sin salida.
Dr Farid Kendoul
Director técnico y cofundador de Emesent jefe Emesent para el desafío.
Así pues, con seis meses para prepararse, el equipo Emesent CSIRO y Georgia Tech se puso manos a la obra para adaptar su flota de robots y desarrollar la tecnología necesaria que les permitiera cambiar de robot de forma rápida y eficaz.
El circuito urbano, el siguiente reto, se celebró en febrero de 2020 en dos pistas situadas dentro de una central nuclear inacabada en Elma, Washington. El equipo obtuvo nueve puntos en esta ronda, lo que le situó en cuarta posición, a solo 7 puntos del líder.
El equipo siguió mejorando su flota y sus capacidades de colaboración y autonomía para el desafío del circuito de cuevas en agosto de 2020.
Desafortunadamente, antes de que se pudiera hacer mucho, el mundo cambió, la Organización Mundial de la Salud declaró la COVID-19 como pandemia y los viajes internacionales prácticamente se detuvieron.
«El circuito de cuevas debía celebrarse en Estados Unidos, pero tuvo que modificarse debido a la COVID-19. Se llevó a cabo de forma descentralizada, cada equipo creó su propio evento a nivel local y envió los resultados a DARPA», explica Farid.
El equipo formado por Emesent CSIRO y Georgia Tech utilizó las cuevas de Chillagoe, un sistema de cuevas naturales situado en el extremo norte de Queensland, y obtuvo los mejores resultados hasta la fecha.
«Este fue un punto de inflexión para nosotros, nunca habíamos obtenido resultados como estos. Conseguimos datos perfectos en un entorno muy difícil», afirma Farid.
Animado por este resultado, el equipo siguió trabajando para crear la mejor flota posible con la que competir en la final, que se celebrará en septiembre de 2021 y que, una vez más, se verá afectada por la COVID-19.
«Dos tercios de nuestro equipo no pudieron viajar a Estados Unidos para competir debido a las restricciones de viaje impuestas por Australia.
«Esto resultó ser una gran ventaja, ya que el reto consistía en enviar y desplegar robots en lugares donde no es posible enviar seres humanos. Tuvimos que esforzarnos especialmente en desarrollar robots que no requirieran mucha intervención humana».
Aunque el equipo contaba con menos humanos, la flota de robots seguía siendo una fuerza poderosa, compuesta por seis robots seleccionados por su diversidad en materia de locomoción, lo que les permitía cubrir todos los entornos difíciles con terrenos desconocidos y diferentes.
- Robot de dos patas, Spot Boston Dynamics
Estos robots son ideales para entornos urbanos estrechos y escaleras. - 2 vehículos con orugas, BIA5, una empresa con sede en Brisbane
Estos robots son ideales para desplazarse por terrenos accidentados. También tienen capacidad para transportar equipos adicionales, como los nodos para la red en malla y los drones,
para preservar la vida útil de sus baterías y colocarlos en el mejor lugar para obtener buenos resultados. - 2 Hovermap, Emesent
Los drones pueden acceder a zonas a las que los vehículos terrestres no pueden llegar, como escaleras, pozos verticales y entreplantas.
Independientemente de cómo se movieran, todos los robots contaban con capacidades avanzadas de autonomía e inteligencia artificial, incluyendo
- Navegación sin GPS
- exploración autónoma
- colaboración con los miembros del equipo robot
- intercambio de datos
- cartografía
- cámaras y otros sensores para detectar artefactos
El evento final se celebró durante cuatro días, con dos rondas preliminares antes de la ronda final por premios. En el primer día de las rondas preliminares, el equipo Emesent CSIRO – Georgia Tech obtuvo la mayor puntuación del día, con siete clasificaciones y geolocalizaciones de los artefactos. También fueron uno de los únicos equipos que descubrieron un pozo vertical y accedieron a un sótano, gracias a los drones Hovermap incluidos en su flota, y lanzados de forma autónoma desde los robots terrestres. Esto les permitió ampliar el área de búsqueda en comparación con otros equipos.
En su segunda incursión, el equipo volvió a lanzar los drones de forma autónoma para cubrir una zona más amplia e incluso descubrió a un superviviente escondido tras unas rocas en un entorno polvoriento, pequeño y similar a una cueva.
Al final de las rondas preliminares, el equipo Emesent CSIRO – Georgia Tech estaba en cabeza, lo que significaba que serían los últimos en disputar la ronda final.
Su carrera transcurrió sin problemas, empatando en el primer puesto con 23 puntos. Tras una noche llena de suspense, mientras los jueces revisaban todos los resultados, se enteraron de que habían quedado en segundo lugar, por una diferencia de segundos.
«Es un resultado increíble, fruto de muchos años de duro trabajo y colaboración por parte de nuestro equipo. Muchísimas gracias a todas las personas que han colaborado en este proyecto», afirmó Farid.
«Estamos muy orgullosos de las contribuciones que Emesent realizado en los últimos tres años para impulsar la vanguardia de la robótica y mostrar las capacidades de las empresas australianas en el escenario mundial».
Aunque Emesent desde 2019 comercializando su Hovermap con capacidad de autonomía y cartografía, la combinación de este con la capacidad de los robots terrestres autónomos abre un sinfín de aplicaciones futuras interesantes y valiosas.
Por ejemplo, los drones y los robots terrestres que trabajan juntos pueden ayudarse mutuamente a maximizar las áreas cubiertas, eliminando aún más la necesidad de interacción humana.
En comparación con los robots terrestres, los drones tienen un tiempo de funcionamiento limitado, pero pueden acceder a zonas elevadas y pozos o atravesar entornos bloqueados o complejos a los que los robots terrestres no pueden acceder. También pueden ayudar a los vehículos terrestres actuando como nodo de comunicación y proporcionando información sobre la situación para que puedan optimizar su trayectoria.
El lanzamiento remoto de un dron desde un robot terrestre es totalmente autónomo una vez que el operador lo ha activado con un solo clic. Para ello, se ha automatizado un proceso muy complejo. Estas son solo algunas de las complejas tareas que realizan los robots para garantizar un lanzamiento satisfactorio:
- El robot terrestre se detiene y comprueba que se encuentra en un terreno lo suficientemente nivelado o con una pendiente aceptable.
- desengancha los enganches de seguridad del dron
- Hovermapla carga útil de autonomía y cartografía, se inicia
- Hovermap sincroniza y fusiona sus datos con los del robot de tierra
- Se realizan las comprobaciones previas al vuelo y en la estación de control en tierra.
- el dron se pone en marcha (haciendo girar las hélices)
- se realizan controles previos al despegue
- se inicia el despegue automático
- se inicia la exploración autónoma con drones
- el robot terrestre se reconfigura y reanuda su misión
«Contar con una flota de robots que conducen, caminan y vuelan, y que llevan a cabo misiones complejas de forma autónoma y colaborativa, supone un gran avance tecnológico y un paso importante hacia el uso de sistemas autónomos para salvar vidas y ayudar a las personas», afirmó Farid.
«En Emesent seguiremos ampliando los límites de la autonomía y la cartografía sin GPS, y estamos deseando ver cómo esto tiene un mayor impacto en muchos sectores».
Dr Farid Kendoul
Director técnico y cofundador de Emesent jefe Emesent para el desafío.
El DARPA Challenge permitió Emesent avanzar Emesent las capacidades autónomas de su tecnología en materia de exploración y cartografía en entornos subterráneos. Descubra cómo Farid Kendoul este seminario web con el director técnico y cofundador Emesent, el Dr. Farid Kendoul .