Considerado as Olimpíadas da Robótica, o DARPA Challenge é uma competição de robótica autónoma desenvolvida pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA). Eles identificaram uma lacuna na tecnologia, percebendo a necessidade de uma tecnologia melhor para missões de busca e salvamento normalmente realizadas em ambientes imprevisíveis, como o subterrâneo. Para resolver isso, criaram a competição para fomentar e acelerar pesquisas pioneiras em exploração e mapeamento autónomos subterrâneos.
Os concorrentes eram equipas de todo o mundo, algumas selecionadas e financiadas pela DARPA . O desafio era usar uma frota de robôs autónomos para explorar vários cenários do mundo real, como ambientes urbanos subterrâneos, túneis e cavernas. Os robôs que relatavam corretamente a localização de sobreviventes presos, mochilas e telemóveis ganhavam pontos para as equipas, e a equipa com mais pontos ganhava a rodada.
O concurso foi lançado em 2018, na mesma época em que Emesent CSIRO trabalhar na exploração além da linha de visão para mineração subterrânea. Emesent CSIRO do desafio através do Professor Ronald Arkin, do Instituto de Tecnologia da Geórgia (Georgia Tech). Decidiram combinar os mais de 20 anos de experiência da Georgia Tech no desenvolvimento colaborativo de robôs, a investigação CSIROsobre robôs terrestres e o desenvolvimento Emesentem exploração autónoma e mapeamento em ambientes sem GPS para formar uma equipa.
O primeiro desafio foi o Tunnel Circuit, realizado em agosto de 2019 nos túneis de uma mina de pesquisa em Pittsburgh. Emesent , composta por investigadores e engenheiros, dirigiu-se à Pensilvânia e juntou-se aos seus colegas para testar a sua frota de robôs contra os perigos que enfrentariam num exercício real de busca e salvamento, como terrenos difíceis, obstáculos físicos, escuridão, poeira e fumo. A frota de robôs selecionada para enfrentar esses perigos era composta por cinco máquinas.
A equipa Emesent CSIRO – Georgia Tech terminou em quinto lugar, com uma pontuação de 7 pontos – o suficiente para passar para a próxima fase, mas 18 pontos atrás do líder, deixando muito espaço para melhorias.
Dr. Farid Kendoul
Assim, com seis meses para se preparar, a equipa Emesent CSIRO – Georgia Tech começou a trabalhar na adaptação da sua frota de robôs e na construção da pilha tecnológica de forma a permitir a troca rápida e eficaz dos robôs.
O circuito urbano, o próximo desafio, foi realizado em fevereiro de 2020 em duas pistas montadas dentro de uma usina nuclear inacabada em Elma, Washington. A equipa marcou nove pontos nesta rodada, ficando em quarto lugar, apenas 7 pontos atrás do líder.
A equipa continuou a melhorar a sua frota e as suas capacidades de colaboração e autonomia para o desafio do circuito de cavernas em agosto de 2020.
Infelizmente, antes que muito fosse feito, o mundo mudou, com a COVID-19 a ser declarada uma pandemia pela Organização Mundial da Saúde e as viagens internacionais praticamente paralisadas.
“O circuito de cavernas deveria ser realizado nos EUA, mas teve que ser modificado devido à COVID-19. Ele foi realizado de forma descentralizada, com cada equipa criando seu próprio evento localmente e enviando os resultados de volta para DARPA”, explica Farid.
A equipa Emesent CSIRO – Georgia Tech utilizou as Cavernas Chillagoe, um sistema de cavernas naturais no extremo norte de Queensland, e obteve os melhores resultados até agora.
«Este foi um ponto de viragem para nós – nunca tínhamos obtido resultados como estes. Conseguimos dados perfeitos num ambiente muito desafiante», afirma Farid.
Animada com este resultado, a equipa continuou a trabalhar para criar a melhor frota possível para competir na final, que será realizada em setembro de 2021 e novamente afetada pela COVID-19.
Dois terços da nossa equipa não puderam viajar para competir nos Estados Unidos devido às restrições de viagem impostas pela Austrália.
«Isso acabou por ser uma grande vantagem, porque o desafio consistia em enviar e utilizar robôs em locais onde não é possível enviar seres humanos. Tivemos de nos esforçar ainda mais para desenvolver robôs que não exigissem muita intervenção humana.»
Embora a equipa tivesse menos humanos, a frota de robôs continuava a ser uma força poderosa, composta por seis robôs selecionados pela sua diversidade de locomoção, o que lhes permitia cobrir todos os ambientes desafiantes com terrenos desconhecidos e diferentes.
Independentemente da forma como se moviam, todos os robôs tinham autonomia avançada e capacidades de IA, incluindo
O evento final foi realizado ao longo de quatro dias, com duas rodadas preliminares antes da rodada final de premiação. No primeiro dia das rodadas preliminares, a equipa Emesent CSIRO – Georgia Tech obteve o maior número de pontos do dia, com sete classificações e geolocalizações dos artefactos. Eles também foram uma das únicas equipas que descobriram um poço vertical e acessaram um subsolo, graças aos drones Hovermap incluídos na sua frota e lançados autonomamente a partir de robôs terrestres. Isso lhes proporcionou uma área de busca ampliada em comparação com outras equipas.
Na sua segunda tentativa, a equipa conseguiu novamente lançar os drones de forma autónoma para cobrir uma área maior e até descobriu um sobrevivente escondido atrás de rochas num ambiente empoeirado, pequeno e semelhante a uma caverna.
No final das rondas preliminares, a equipa Emesent CSIRO – Georgia Tech estava na liderança, o que significava que seria a última a disputar a ronda final.
A sua corrida decorreu sem problemas, empatando com 23 pontos pelo primeiro lugar. Após uma noite de suspense, enquanto os juízes analisavam todos os resultados, descobriram que ficaram em segundo lugar – por uma diferença de segundos.
“Este é um resultado incrível, fruto de muitos anos de trabalho árduo e colaboração da nossa equipa. Um grande obrigado a todas as pessoas que ajudaram neste projeto”, disse Farid.
«Estamos muito orgulhosos das contribuições que Emesent nos últimos três anos para promover o avanço da robótica de ponta e mostrar as capacidades das empresas australianas no cenário global.»
Embora Emesent implementado comercialmente a autonomia e a capacidade de mapeamento do seu Hovermap desde 2019, a combinação desta tecnologia com a capacidade de robôs terrestres autónomos abre uma série de aplicações futuras empolgantes e valiosas.
Por exemplo, drones e robôs terrestres trabalhando juntos podem ajudar-se mutuamente a maximizar as áreas cobertas, eliminando ainda mais a necessidade de interação humana.
Em comparação com os robôs terrestres, os drones têm um tempo de funcionamento limitado, mas podem aceder a áreas elevadas e poços ou atravessar ambientes bloqueados ou complexos que os robôs terrestres não conseguem. Também podem ajudar os veículos terrestres, atuando como um nó de comunicação e fornecendo consciência situacional para permitir que otimizem o seu percurso.
O lançamento remoto de um drone a partir de um robô terrestre é totalmente autónomo, uma vez que é acionado pelo operador com apenas um clique. Para permitir isso, um processo muito complexo foi automatizado. Aqui estão apenas algumas das tarefas complexas realizadas pelos robôs para garantir um lançamento bem-sucedido:
“Ter uma frota de robôs que dirigem, caminham e voam, realizando missões complexas de forma autónoma e colaborativa, é um grande marco tecnológico e um passo importante para o uso de sistemas autónomos para salvar vidas e ajudar as pessoas”, disse Farid.
«Continuaremos a expandir os limites da autonomia e do mapeamento sem GPS na Emesent, e estamos entusiasmados por ver que isso terá um impacto ainda maior em muitos setores.»
Dr. Farid Kendoul
O Desafio DARPA permitiu Emesent capacidades autónomas da sua tecnologia em exploração e mapeamento em ambientes subterrâneos. Ouça como Farid Kendoul webinar Farid Kendoul o Dr. Farid Kendoul , CTO e cofundador Emesent, explica como isso aconteceu.