DARPA robot challenge.

17. září 2015 v 5:22 | Petr |  Roboti
DARPA - je "Defence advanced research project agency" - tedy nepřesně přeloženo "agentura pro pokročilé obranné projekty" - to je ouřad financovaný ministerstvem obrany U.S.A, který si ( mylně ? ) myslí, že roboti, drony a jiné high-tech zbraně - jimi vyvinuté - jednoho dne porazí negramotné sebevražedné atentátníky opásané semtexem. Jelikož je to vojenská záležitost a jelikož v době, kdy jsem byl více než jen "robotický důchodce" jsem celkem 2x odmítl nabídku pracovat na "speciální technologii" je můj vztah k DARPě velmi ambivalnentní. Co se této agentuře nedá upřít je, že je královsky financovaná a proto občas pořádá zajímavé robotické soutěže ve stylu DARPA Grand challenge - Což byla soutěž robotických aut z Los Angeles přes Mohavskou poušť do Las Vegas. Tahle soutěz mi v roce 2004 udělala moc dobře, protože zrovna jsem byl po rozvodu tak nějak "down" - a tak bylo zábavné ubíjet čas sledováním na Internetu - jak tehdy ještě velice primitivní robotická auta jednou pouští.

Poté následovala Urban challenge - tedy jízda robotických aut městem - což mě už tolik nebavilo. Po havárii ve Fukushimě se ukázalo jak málo dovede robotická technologie opravdu pomoci - takže v poslední době DARPA velice složite organizuje DARPA Robot Challenge - což je - velmi stylizovaná a zjednodušená - práce robotů v havarované jaderné elektrárně / chemickém závodě - prostě někde, kde jsou vypínače, roury, kohouty, schody, žebříky atd.

K té organizaci - je pozoruhodné, že některé týmy mají od DARPY robota i prachy, jiné jenom robota a jiné vůbec nic, ale to nechme na závodnících a jejich rozhodnutí, podstatné je, že "v zájmu robotické veřejnosti" jsem málem riskoval rozvod s paní Kubáčovou a během prázdninových veder sledoval téměř 22 hodin videozáznamu z finále soutěže, které je na Youtube na kanále DARPY ZDE a ZDE a ZDE. Takže abyste se vy nemuseli rozvádět - dovolím si několik poznámek, které mě jako chronického prudiče prostě nemohly nenapadnout.

Roboti mají k lidem ještě daleko - a robotici svým příliš technickým přístupem k věci situaci ještě zhoršují. Tedy roboti v soutěži byli "humanoidní" alias člověka připomínající - dvouhozí a chodící. Pozoruhodné bylo že se vyskytovaly v principu 2 konstrukční styly - těžký a rigidní robot ve stylu Boston Dynamics Atlas robot. Případně mnohem lehčí a tím méně rigidní roboti typu ve stylu korejského robota HUBO. Pozoruhodné je že obě konstrukční školy mají podobné problémy s nestabilitou chůze a pády. Je jasné, že donutit hromadu hydrauliky nebo servomotorů chodit není vůbec snadné, ale je pozoruhodné, že konstruktéři ani na okamžik neuvažovali s "dynamickou chůzí" - kdy krok následuje za krokem. jejich řešení je "krok"......"čekám až zanikou oscilace v konstrukci"........"druhý krok" - každé takové čekání je sázka do loterie jestli bude pád nebo nebude.


Další věc, která vás musí udeřit do oka - klouby a motory, které je ovládají atkivně udržují zadanou polohu - to je skvělé u bagru, ale u chodícího robota "ruce" v podobě zcela tuhých "zaťatých" tyček trčících nahoře z trupu jenom zvyšují oscilace a tím nestabilitu. Jinými slovy - lidi polo-aktivně komíhají rukama kolem těla aby oscilace při chůzi pokud možno utlumili a stabilitu chůze zvýšili - roboti jsou rigidnější než schizofrenik v katatonii - ač by nemuseli být, kdyby jejich páníčci neměli hrůzu z "nedefinovaného pohybu končetin" - a pády rozkmitaného robota jsou pak jenom cenou za pocit "dokonalé kontroly" nad jeho pohybovou soustavou.

Poslední věc - a to je "mizerná informace z čidel" - roboti nemají dostatečnou "propriocepci" - tedy dostatečnou zpětnou vazbu v jakém stavu je jejich pohybový aparát ( nebo ji programátoři neumí využít) - takže jsou jako alkoholici a syfilitici s "tabickou chůzí", kteří "chodí podle zraku" a ve tmě raději nevycházejí. Mimo to jsou hlavním zdrojem informace o okolním světě Lidary - a tam - opravdu promiňte - informace z Lidaru - byť zahrnuje tisíce 3D souřadnic překážek v okolí - prostě není dostatečná - často ani pro lidského operátora aby robota dálkově řídil - tím méně pro pokusy o umělou inteligenci samotného robota.

Nerad to říkám ale Darpa Robot Challenge je zhmotnělou ukázkou toho jak počítačoví experti dělají robotiku - smysly i tělo robota považují za "zaměnitelnou vnější periferii" vykonávající jejich jedinečné algoritmy. Tak si to robotici často myslí, ale když se podíváte na jakékoliv zvířátko vidíte, že je to naopak - dokonalý hardware bývá řízen "nervovou zauzlinou" nepatrné velikosti, která často vystačí jen s produkcí mírně chaotických příkazů pro mrskání všemi "ručičkami a nožičkami".

Kde kdo se dnes zaklíná "biologickou inspirací" pro high-tech technologie - nejsem si jist jestli biologická inspirace jde dosti do hloubky, aby byla užítečná, nebo jen klouže po povrchu a komplikuje jinak čistě technické řešení. V každém případě sledovat letoční ročník Robot challenge bylo zajímavé - včetně dominance asiatů v oboru - a včetně vítězství Jihokorejského týmu v americké armádní soutěži ;-)))
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Pirx Pirx | 17. září 2015 v 20:37

Dobrý pozdní večer,
neviděl jsem celých 22 hodin záznamu :-), nicméně moje úvahy se po shlédnutí pár desítek minut ubíraly hodně podobným směrem. No a skončil jsem jako vždy u otázky, čím u humanoidního robota nahradit sval. To je podle mého jedna zásadní polovina úspěchu. Nejdále jsou asi u Boston Dynamics, nicméně pořád to jaksi není ono. Druhá polovina je způsob řízení. Svaly jsou (neznám anatomii ale snad se nepletu) řízeny jakoby centrálně z mozku, ale tipnul bych si, že každý má svůj (pre)procesor, který hlídá úhly, tah a další parametry. "Shora" se potom přjímají povely vyšíí úrovně. Chci tím říct, že bych zkusil řešit každý segment končetiny lokální zpětnou vazbou a teprve celek koordinovat.

2 petr-kubac petr-kubac | 17. září 2015 v 20:59

[1]: Materiál pro přemýšlení z mé dílny k řízení savčí motoriky.

http://petr-kubac.blog.cz/1203/robotem-pomalu-2-aneb-robot-je-taky-jenom-clovek

http://petr-kubac.blog.cz/1209/neuroveda-pro-geeky-11-rizeni-motoriky

http://petr-kubac.blog.cz/1209/neuroveda-pro-geeky-12-dodatek-k-rizeni-motoriky

http://petr-kubac.blog.cz/1505/neuroveda-pro-geeky-24-gama-moto-neuron

Ale pak je tady ještě otázka samotných svalů - asi jsem si neuvědomil, že technici moc neznají vlastnosti svalů, které svou pružností připomínají hydrauliku / pneumatiku, ale mají frank-starlingův mechanismus ( nejsilnější jsou natažené svaly ) - což je zase ekvivalent vysokého točivého momentu u stojících elektromotorů.

Asi to budu muset taky literárně zpracovat do inženýrsky konzumovatelné formy.

3 Pirx Pirx | 17. září 2015 v 22:17

[2]: Dekuji za souhrnne odkazy. Clanky jsem cetl uz drive ale neudrzel :-) V kazdem pripade urcite nejen ja ocenim inzenyrsky popis nervosvaloveho aparatu. Kolovi roboti mi celkem jezdi, takze na letosni zimu planuji pokusy bud s vlastni kopterou nebo s kracejicim strojem. Do konce zari to chci rozhodnout :-) Jeste jednou diky.

4 Mroks Mroks | 18. září 2015 v 6:03

Tak to "inžinierske spracovanie" by som tiež privítal ...

5 vácha vácha | 18. září 2015 v 22:34

Největší problém vidím v zoufale nízké produktivitě práce programátorů. Zkušenosti z mnoha ročníků soutěže EUROBOT a Robotických dní v Praze ukazují, že bez ohledu na složitost úlohy, vždy jsme zkolabovali (a soupeři také) na SW. Na lov medvěda máme tři roky stejný podvozek a až letos se nám podařilo medvěda vůbec opakovatelně ulovit. A rychlost splnění úlohy nám zatím neomezuje "zastaralý" HW, ale pořád "nezralý" SW. Úspěch byl v našem přípodě možný jen díky dlouhodobé neměnnosti a jednoduchosti pravidel. Složitější úlohy typu EUROBOT naši programátoři za jeden rok nemohou zvládnout.

6 SPECZ SPECZ | Web | 20. září 2015 v 8:12

http://petr-kubac.blog.cz/1509/darpa-robot-challenge/komentar/116976623 - Po přečtení článku jsem došel k téměř stejné myšlence jako Vy - tj. že řešením by mohlo být snžit se simulovat funkci svalových vláken, skupiny vláken řídit lokálně - o pak teprv odněkud "shora" říkat těmto celkům co se po nich chce.
http://petr-kubac.blog.cz/1509/darpa-robot-challenge/komentar/116976728 Myslím že "inženýrsky stravitelný" popis funkce svalů by ocenilo daleko víc čtenářů něž kolik si tu o něj napíše :-)

7 Petr G. Petr G. | 20. září 2015 v 23:43

Mizerné programátory má i Robotur 2015.
Neschopní ujet 100m rovně cyklostezce.
Takhle postupovat vojáci v 60 tých letech, tak na 10 tisíc kilometrů mají odchylku 4 tisice kilometrů a ne 40 km.
Dnešní žáci vše nakoupí na eBay ale zapojit to nezvládne ani ing. z vysoké školy. No přeji Vám ostudu na Robotur 2016 v Německu, právem si ji zasloužíte.

8 Vašek Vašek | 21. září 2015 v 13:28

[7]: nějaká zastydlá zášť? Který ročník té soutěže jste vyhrál? Nebo jakou jinou? Stačí pár odkazů na vaše výsledky v robotice...

9 Pirx Pirx | 21. září 2015 v 20:46

[7]: Rád se s vámi příště utkám a jsem zvedav, komu to pojede líp :-)
Mainstreamovému divákovi, zblblému hollywoodskou sci-fi produkcí může uniknout množství znalostí a technologických dovedností nutných k rozhýbání byť jenom jednoduchého vozítka. Všichni, jak jsme tam byli, to bereme jako osobnostní růst a zábavu. Nicméně ano, divácky to občas může být poněkud neatraktivní.

10 Petr G. Petr G. | 22. září 2015 v 8:51

[8]: zášť ne, pouze konstatování současného stavu. A nasranost na "profi" programátory, co mi ztrpčují práci.

[9]: (rok 2016 v Německu z osobních důvodů 100% ne)
Ale pokud bude 2017 opět v ČR nebo Slovensku (Polsku?) tak ano.
Rozhýbání vozítka není problém, to už tu rozepsal i pan Kubáč, že se dá jet rychle a blbě místo toho pomalu a rovně. A jako konkretní příklad uvedu GPS ... přesnost na otevřeném prostoru +/- 11m v lese +/- kilometr a cihla. To chcete projet uličkou v městě? I kdyby byly přesnost +/- 1m tak je to utopie, protože ten kdo zakresloval mapu kreslil právě dle GPS +/- cihla :)

11 Vašek Vašek | 22. září 2015 v 10:47

[10]:konstatování současného stavu je OK, ale přát někomu ostudu? To se mi poněkud příčí u amatérské soutěže, kde každý těžko shání čas a prostředky.

13 Petr G. Petr G. | 23. září 2015 v 8:27

[12]: ... slepice nemá vyvinutou akomodaci jako predátoři a je slepá na modrou barvu. Takže jak jinak se chcete pohybovat než "trhaně"? Můžete ještě skákat jako žába.

14 petr-kubac petr-kubac | 24. září 2015 v 10:12

[12]: Tak nevím jestli tuhle vlastnost ptáků považujete za vyspělou nebo primitivní - ale mohu vás ujistit, že tak hladkou stabilizaci zatím lidská technika nezvládá a navíc - ač má slepice pověst "hloupého ptáka" - senzory, motorika a výpočetní výkon, které je na tom videu vidět je nad hranici čehokoliv, co člověk zatím vyrobil.

15 i jinde i jinde | 24. září 2015 v 19:18

[14]: přesně tak jak píšete, bylo to myšleno v kladném významu. Ten linkovaný web píšou celkem dost inteligentní lidi, takže je to takové doplnění. Navíc kdybyste měl možnost mě blíže poznat, zjistil byste, že nejsem příznivcem ironií, sarkasmů a negativního myšlení obecně.

16 Pirx Pirx | 24. září 2015 v 21:22

Jeste ke zpusobu pohybu - tady
https://www.youtube.com/watch?v=M8YjvHYbZ9w
uz to Boston Dynamics beha bez cekani na odezneni oscilaci v konstrukci. Osobne (odhledneme-li, ze je to pro armadu) to povazuji za nadherne.

17 Pirx Pirx | 24. září 2015 v 21:27

[10]:: OK, budu se tesit. S nepresnosti map se musi pocitat (tedy ne ze bych to uz umel). No a ulickou se da projet tak, ze (chybny) waypoint vytahne robota z ulicky (kde ma chybnou polohu z GPS) a kolizi s okolim brani senzory. Ostatne clovek se naviguje dost podobne. Taky neresim, kde presne v ulicce jsem. Az z ni vylezu, tak odbocim pribliznym smerem k dalsimu waypointu (napr. restaurace...).

18 jinak jinak | 24. září 2015 v 22:41

[17]:nj, jenže vy to neřešíte, protože máte dokonalé senzory a zpracování vizuálních informací vektorovým způsobem s využitím předchzích zkušeností, takže kolizi s libovolným běžným objektem jste schopen bez větší námahy a časové prodlevy efektivně předejít, ale co má dělat chudák robot, když nemá ani ten trávoměr?

19 petr-kubac petr-kubac | 26. září 2015 v 18:19

[18]: ještě než umřu trávoměr dodělám - no vážně !!! Jenom paní Kubáčová - momentálně pracuje na mé brzké smrti na krvácivou mrtvici - více než na mém klidu pro tuto práci....

20 Pirx Pirx | 28. září 2015 v 9:31

[18]: Souhlasím, ale z té uličky, pokud má obě stěny (tedy urban kaňon :-) se dá vyjet pouze pomocí sonarů, takže tak tragické to není. Chudák robot tedy dělá něco v tomto smyslu. No a pokud máte, jako někteří šťastnější kolegové, lidar, tak změříte i tu trávu :-)

21 Petr Petr | 3. října 2015 v 6:17

[14]: Stabilizace slepice
Co když onen "výpočetní" výkon nahrazuje slepice tím, že porovnává obrazy :) Pokud je obraz rozmazaný -> posuň hlavu v opačném směru, než v jakém cítíš pohyb. Přirovnal bych to k stabilizaci zrcadlovky, taky se snaží mít obraz stále ostrý a pokud už nejde hnout ohniskem, posune celou soustavou (zoom)

22 petr-kubac petr-kubac | 5. října 2015 v 9:45

[21]: Nevím čím nahrazuje výpočetní výkon slepice, ale fotoaparáty nastavují optickou stabilizaci naslepo, podle dat z akcelerometrů - jestli máte pocit, že foťák během snímku analyzuje obraz - je to omyl a další bod pro slepici.

23 Petr G. Petr G. | 9. října 2015 v 9:00

[22]: Ostření naslepo podle dat z akcelerometru :) Chápu, že jste se v zápalu boje asi překlepl a špatně jste mě pochopil. Příště číst pomalu na stabilní podložce.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama