Ученые работают над созданием роботов-спасателей для поиска людей, которые оказались в развалинах зданий.

Они будут нечувствительны к боли, огню и воде. Это будут роботы — автономные и мобильные.

Робот спешит на помощь: летом 2000 года во время конференции Американской ассоциацией искусственного интеллекта был проведен первый чемпионат среди роботов-спасателей

Промышленные роботы вот уже не одно десятилетие успешно применяются на производстве, но их потомки будут представлять собой относительно новые системы, обладающие интеллектом, достаточным для выполнения сложных задач, в том числе связанные с планированием и принятием решений в динамических средах, где время — критически важный фактор.

Но вне зависимости от того, будут ли новые роботы походить на змею или напоминать по размеру грызуна, они будут «думать» и, что самое важное, передавать информацию людям-спасателям. Исследователи уже нашли способы наделить их необходимым искусственным интеллектом.

Возьмем, к примеру, способность сообщать о своем местонахождении. Эта задача представляет замкнутый круг для роботов: чтобы робот смог перенести свои «ощущения» на карту, ему необходимо знать свое местоположение. Но чтобы узнать, где он находится, роботу часто необходима карта.

Для решения этой задачи робота нужно запрограммировать таким образом, чтобы он мог определять свои координаты, корректируя оценки местоположения инкрементально и оперативно, не ожидая, пока накапливаемая ошибка увеличится до неприемлемого уровня. Алан Шультц, глава подразделения интеллектуальных систем исследовательской лаборатории военно-морских сил (Naval Research Laboratory — NRL), отмечает, что ошибка на каждом шаге мала, поэтому в этом случае можно применять методы быстрой коррекции.

Эта методика предполагает использование системы глобального позиционирования, а также показателей инерциальных приборов, гироскопов и лазеров. «Мы можем соединить шесть или семь относительно дешевых датчиков, чтобы обеспечить требуемую надежность», — заметил Джон Блитч, менеджер программы Агентства перспективных оборонных исследований (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA).

Неподготовленные пользователи

Упрощение способов управления роботами во время поисков — еще одна важная цель, поскольку операторы службы спасения вовсе не должны быть специалистами по роботам.

«Нам бы хотелось иметь одного техника для работы с десятью роботами, — заметил Шульц. — Поэтому нам необходимо очень тщательно проработать вопрос взаимодействия роботов с операторами. Этот интерфейс не должен быть сложным».

Поскольку джойстики и клавиатуры исключаются, скорее всего, будут использованы технология распознавания голоса и сенсорные экраны.

Для того чтобы распознавать акустические, тактильные и тепловые сигналы, а затем определять, исходят ли они от людей или неодушевленных объектов, роботы должны иметь функции, аналогичные органам чувств человека.

По мнению Адама Джекоффа, инженера-механика подразделения интеллектуальных систем Национального института по стандартам и технологии (NIST), формирование заключения на основе данных, получаемых от различных датчиков, — сложный, но необходимый шаг к представлению данных. Как только роботы поймут, что они «чувствуют» или «видят», они смогут «планировать».

Джон Эванс, директор подразделения интеллектуальных систем NIST, считает, что «роботы-спасатели должны отделять восприятие ощущений и планирование от навигации».

Через горы щебня: машина проходит тест, имитирующий городские развалины, во время чемпионта среди роботов-спасателей

Следующая цель состоит в создании роботов, которые будут обладать регулируемой автономностью — способностью обрабатывать данные и принимать решения без вмешательства оператора.

Конечная же цель — обеспечение «коллективных» действий роботов, что предполагает специализацию и обмен информацией. Например, один робот находит заваленный проход и сообщает об этом другим. Или группа роботов может применять метод «сумчатого животного», при котором более крупные роботы несут на себе более мелких, предназначенных для выполнения специальных задач (например, для поиска человека, заваленного обломками). Другие роботы возьмут на себя обеспечение радиосвязи и доставку воды жертвам катастроф.

Для создания «разумных» машин необходимы стандартные способы измерения их параметров.

«Ученые представляют искусственный интеллект несколько абстрактно, — заметил Эванс. — Но, как и в любом другом инженерном проекте, для создания эффективных машин мы должны иметь количественные параметры».

NIST, NRL и DARPA все вместе работают над решением этой проблемы. В NIST недавно создали первый стандартизованный испытательный полигон, имитирующий место катастрофы в городе. Здесь определяются параметры производительности, которые позволят повторно использовать алгоритмы и другие системные компоненты. Ученые намерены сообщать результаты тестирования другим группам, занимающимся созданием роботов по всему миру.

Тестовый полигон

Тестовый полигон, занимающий значительную площадь, состоит из трех модулей возрастающей сложности, каждый из которых представляет собой лабиринт, в котором находится «человек». Каждый модуль требует от робота повышенной мобильности, в частности способности преодолевать завалы строительного мусора, карабкаться по лестницам и пандусам, а также сенсорных способностей. Самый простой модуль представляет собой плоскую поверхность с кусками искореженной арматуры, выступающими стенами и открытыми дверями. Промежуточный по сложности модуль состоит из двух этажей и имеет наклонные пандусы, лестничные пролеты и отверстия разного диаметра, в которые может провалиться робот. Третий уровень моделирует разрушенное здание с фрагментом пола, опирающегося на неустойчивые кучи исковерканных плит и труб.

Создание искусственного интеллекта — вот что прельщает ученых, но непосредственная цель — это, конечно, спасение человеческих жизней. Роботы-спасатели были бы весьма кстати в грандиозных катастрофах, например, таких как землетрясение 1995 года, случившееся в городе Кобе (Япония), которое унесло жизни 5 тыс. человек, а еще 35 тыс. было ранено, или взрыв бомбы, заложенной террористами в здание торгового центра в Оклахома-Сити, когда погибли 168 человек.

«Мы должны найти разумный баланс: спасти людей и при этом не подвергнуть опасности жизни самих спасателей, — подчеркнул Джекофф. — Мы можем послать роботов в самые опасные и непроходимые места. Они рассчитаны на одноразовое применение».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями