Robotický tým FEL ČVUT trénuje v jeskyních záchranářské operace

Do Býčí skály v Moravském krasu příští týden poprvé vkročí čtyřnohý robot SPOT a spolu s ním další robotické systémy a drony týmu robotiků z Fakulty elektrotechnické (FEL) ČVUT. V jeskynním komplexu se budou od 21. do 25. června připravovat na poslední kolo soutěže DARPA Subterranean Challenge pořádané agenturou amerického ministerstva obrany zodpovědné za vývoj nových technologií. Tým akademiků s robotickou flotilou vyrazí na finále v USA v září. Na přípravy tak mají poslední tři měsíce.

Akademici z katedry kybernetiky a katedry počítačů Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze vystupující pod hlavičkou CTU-CRAS-NORLAB (Czech Technical University – Center for Robotics and Autonomous Systems – Northern Robotics Laboratory) získali po úspěchu v loňském předposledním kole soutěže DARPA Subterranean Challenge 1,5 milionu dolarů. Díky této subvenci mohli investovat do nákupu moderního robotického hardwaru, aby byli ve finálovém kole plně kompetitivní z hlediska technologického vybavení.

Významnou částku vyhradil tým na nákup dvou autonomních čtyřnohých robotů SPOT od společnosti Boston Dynamics. Investoval také do letky nových dronů se senzory přizpůsobenými podmínkám autonomního letu v podzemních prostorách a nových LIDARů, které robotům umožní nejmodernější 3D vidění.

Soutěž DARPA Subterranean Challenge simuluje v reálném prostředí situaci při záchraně osob po katastrofách. Týmy robotů mají za úkol v neznámém prostředí během jedné hodiny identifikovat co nejvíce objektů, jako jsou osoby, telefony, batohy, stejně jako odhalit unikající plyn. Poznatky využité v soutěži poté najdou uplatnění při časově kritických obranných i civilních operacích typu „vyhledej a zachraň“. 

Pro přípravu na finální kolo soutěže je nyní největší výzvou rychlá integrace nových robotů a dronů se stávajícími roboty tak, aby si dokázaly efektivně vyměňovat informace v prostředí, kde chybí GPS signál. Podmínky jeskyně nedovolují, aby roboty ovládal manuálně člověk a budou proto při soutěži odkázány výhradně na svůj autonomní pohyb, rozhodování a vzájemnou koordinaci. „Nejrychlejší a nejpřizpůsobivější je čtyřnohý robot SPOT. Ten proto může vyrazit do podzemí nebo zavalených území jako první, aby prozkoumal a naplánoval, kam a kudy se vydají ostatní roboty. Následně na místo, kam už se sám SPOT nedostane, vyletí například drony,“ přibližuje koordinační strategii Ing. Tomáš Rouček, člen výzkumného týmu a postgraduální student katedry počítačů FEL ČVUT. 

Právě tyto samostatné schopnosti plánování a spolupráce robotů při plnění úkolů průzkumu a vyhledávání rozhodnou o tom, který z osmi finalistů z celého světa ve finále DARPA Subterranean Challenge uspěje. Jeskyně je pro přípravu na finální kolo soutěže klíčová také proto, že v laboratoři není zcela možné simulovat extrémní podmínky prostředí, kde se vyskytuje mlha, bahno nebo prach.

„V loňském roce jsme se v Býčí skále především seznamovali s novým typem podzemního prostředí, neboť členitost jeskyní je velkou výzvou algoritmického vnímání, ale také komunikační dostupnosti. Už před rokem jsme tak získali první větší zkušenost z nasazení našich robotických systémů v jeskynním prostředí, jako je vertikální let vzdušných prostředků, vytváření komunikační infrastruktury a ověření algoritmů lokalizace a mapování. Letos se chystáme na relativně rozsáhlou aktualizaci technologií robotických platforem. Kromě nasazení čtyřnohého robotu SPOT plánujeme testovat dílčí systémy našeho kompletního řešení pro DARPA Subterranean Challenge,“ srovnává terénní testování v Býčí skále profesor Jan Faigl, vedoucí laboratoře výpočetní robotiky Centra umělé inteligence Fakulty elektrotechnické ČVUT.

Profesor Tomáš Svoboda, vedoucí katedry kybernetiky FEL ČVUT a vedoucí týmu CTU-CRAS-NORLAB, jej doplňuje: „Jedním z důležitých cílů experimentů je ověření námi navrhnuté a zkonstruované nástavby na SPOT i další pozemní roboty. Nástavba obsahuje senzory i výpočetní sílu pro plně autonomní nasazení robotů. Její součástí je rovněž unikátní zařízení pro odhazovaní komunikačních modulů. Jedním z výsledků experimentů v Býčí skále bude i zárodek otevřeného datového balíku pro experimenty naše i dalších kolegů robotiků po celém světě.“