25 bud på fremtidens seje redningsrobotter
Siden atomkatastrofen i Fukushima 2011 har ingeniører verden over intensiveret udviklingen af robotter, der kan redde folk ud af farlige områder. Nu skal de konkurrere om, hvem der har lavet den bedste redningsrobot. Dansk forsker giver sine bud på de mest interessante.

Under atomkatastrofen i Fukushima 2011 var hele verden vidne til, hvordan redningsarbejdet til tider var helt umulig, da visse områder var for farlige til, at mennesker kunne bevæge sig ind i dem.

Redningsarbejderne havde brug for nogle nye kollegaer - redningsrobotter.

Der er gået fire år siden katastrofen, og nu, på den modsatte side af Stillehavet, samles forskere fra hele verden 5. juni i Californien til DARPA (se faktaboks) Robotics Challenge for at konkurrere om, hvem der har bygget redningsarbejdernes nye bedste ven. Robotten, der tager den farlige tjans.

»Det er en interessant og sjov konkurrence, der er skabt ud fra et samfundsbehov for robotter, der kan fungere i menneskeskabte miljøer, der har været udsat for ødelæggende katastrofer. Konkurrencen skal nu vise, om de her robotter kan klare sig igennem sådan et scenarie,« siger postdoc Mikkel Rath Pedersen ved Institut for Mekanik og Produktion på Aalborg Universitet, København.

Mikkel Rath Pedersen deltager ikke selv i konkurrencen, men forsker selv i intelligente industrirobotter. Han har tidligere skrevet et blogindlæg på Videnskab.dk om robotters bevidsthed og onde intentioner. Eller nærmere mangel på samme.

Se billeder af alle 25 deltagende robotter i galleriet øverst i artiklen, og læs også om Mikkel Rath Pedersens bud på tre interessante robotter at følge i konkurrencen længere nede i artiklen.

Der er mange penge i robotter

Sidste gang, der blev holdt en DARPA Challenge, var tilbage i 2004, hvor det var selvkørende biler, der stod på menuen. Efter konkurrencen kom der en enorm interesse i selvkørende biler, hvilket Mikkel Rath Pedersen også forventer sker med redningsrobotterne:

»Efter at DARPA Grand Challenge blev afholdt i den californiske ørken for over 10 år siden, gik det pludselig stærkt med at få indsamlet penge og udviklet nye generationer af selvkørende biler. Det er senere hen blevet en stor succes - se for eksempel på Googles selvkørende biler,« siger han.

Den danske ph.d-studerende, der ikke selv skal med til Californien, tilføjer, at det er svært at sige, hvor langt forskere og ingeniører er i at udvikle fuldt funktionelle redningsrobotter.

Dog mener han, at konkurrencen vil »sætte et ordentligt skub« i udviklingen af funktionelle robotter, da der både er store øjne, der kigger med og mange penge på spil. Nærmere bestemt en samlet præmiesum på 3,5 millioner dollars.

Robotterne skal ud at køre en tur

Mange robotter har været en del af de indledende øvelser og tests, men kun 25 hold med hver deres robot står tilbage til den sidste og afgørende test - finalen. Under selve konkurrencen skal robotterne igennem et langt scenarie, hvor alle deres evner og sanser bliver testet:

  • Først skal robotterne køre en tur i et køretøj, med både rat og speeder, hen til et udvalgt sted hvor der er sket en katastrofe.
     
  • Derefter skal robotterne stige ud af bilen og gå over ujævne murbrokker.
     
  • Når robotterne kommer hen til selve indgangen, skal de fjerne en masse ting, der ligger i vejen for en dør. Derefter skal de åbne døren og gå indenfor.
     
  • Når de kommer ind i bygningen, skal de først gå op ad en stige, gå langs en gangvej og så bruge et værktøj til at smadre sig igennem en betonvæg.
     
  • Til sidst skal de finde en utæt ventil, lukke den, tilslutte en brandslange og så tænde for brandslangen på en anden ventil.

Når alt dette er udført, skal robotten dreje 180 grader og vende tilbage til startpunktet.

Robotterne er ikke forprogrammeret

Undervejs bliver der givet point i de forskellige discipliner. For at klare sig godt skal robotten besidde en masse forskellige evner. Der er dog nogle evner, der er bedre at besidde end andre.

»Robotterne er ikke programmeret i forvejen, og holdene bag kender ikke ruten eller forhindringerne,« siger Mikkel Rath Pedersen. Han mener derfor, at der er to evner som holdene burde fokusere på:

  • Styring: Er vigtig, da robotterne netop ikke er programmeret i forvejen og skal være gode til at begå sig i et uforudsigeligt miljø.
     
  • Sansesystem: Er, ifølge Mikkel Rath Pedersen, også meget vigtig, da det er vigtigt for robotten at kunne sanse sine omgivelser: murbrokker, trapper og håndtag. Det hjælper robotten med at kunne skifte strategi undervejs.

Ud af de 25 hold, der er endt i finalen, er der, ifølge Mikkel Rath Pedersen, nogle hold, der er værd at holde godt øje med. Han nævner kort fire hold:

  • Team WPI-CMU: Stabil robot med et stærkt hold bag sig. Holdet er ledet af ingeniører og forskere fra henholdsvis Worcester Polytechnic Institute (WPI) og Carnegie Mellon University (CMU) i USA. CMU er, ifølge Mikkel Rath Pedersen, de førende i robotforskning i USA og også én af de førende på internationalt niveau.
     
  • Team Tartan Rescue: Holdet består også af forskere og ingeniører fra CMU, og kun CMU. Derfor er de, ifølge Mikkel Rath Pedersen, værd at holde godt øje med. Forskellen mellem Team WPI-CMU og Team Tartan Rescue er, at robotten fra Team Tartan Rescue kører på rullebånd, hvor robotten fra Team WPI-CMU går på ben.
     
  • Team AIST-NEDO: Holdet bag Team AIST-NEDO er forskere og ingeniører primært fra Det Nationale Institut for Industriel Videnskab og Teknologi (AIST) i Japan. Ifølge Mikkel Rath Pedersen er AIST én af de førende institutioner inden for humanoide robotter i Asien. Han mener desuden også, at de har helt tjek på styringen af robotten.
     
  • Team Grit: Det er mest på et underholdende plan, at Mikkel Rath Pedersen mener, at man burde holde øje med denne robot under konkurrencen. De fleste robotter står på to ben, men robotten fra Team Grit står på fire. “Det bliver sjovt at se den udføre opgaverne,” lyder det fra den danske robotforsker.

Læs om de resterende 21 hold i boksen under artiklen.

Selvstændige robotter i fremtiden

Hvis det uheldige skulle ske, at en robot for eksempel får en funktionsfejl eller et ødelagt ben undervejs, så vil holdet bag den robot formentlig være helt ude af konkurrencen.

»Jeg mener ikke, at robotterne i konkurrencen har mulighed for at reparere sig selv efter at være gået i stykker og så derefter gå videre i konkurrencen. Så avancerede er de ikke udviklet endnu,« lyder det fra Mikkel Rath Pedersen.

Selvom robotterne i konkurrencen ikke er selvreparerende, har forskere fra blandt andet Pierre and Marie Curie Universitetet i Frankrig i et studie netop beskrevet, hvordan de har udviklet en matematisk algoritme, der kan få robotter til at tilpasse sig funktionsfejl eller direkte skader.

Det vil ifølge forskerne bag studiet gøre robotter mere selvstændige i fremtiden.

Vi har på Videnskab.dk skrevet nærmere om studiet og lagt en spændende video op, der viser robottens egenskaber i at komme sig over et smadret ben.

Droner bliver det nye hotte

I sidste konkurrence var der fokus på selvkørende biler, og nu er der fokus på redningsrobotter - hvad bliver det næste? Det næste 'hotte' på robotområdet finder man ifølge Mikkel Rath Pedersen oppe i luften.

»Droner har været her længe, men de er i rivende udvikling. Det er ikke utænkeligt, at den næste store konkurrence fra DARPA kommer til at omhandle droner. I så fald bliver det spændende at se, hvor avancerede de kan blive med et skub, som en DARPA Challenge giver,« siger han.

Det er dog ikke alle, der er helt vilde med, at robotter konstant bliver mere og mere avancerede. For som den britiske TV-personlighed Karl Pilkington engang sagde, da han mødte Asimo, den dansende robot:

»Det eneste, jeg bare gerne vil have, at en robot skal kunne gøre, er at reparere ting - ligesom på bilfabrikkerne i 1980'erne. De er efterhånden blevet så avancerede, at de bare fiser rundt og siger: 'Jeg gider sgu ikke arbejde mere'.«

Udover de fire hold nævnt i artiklen, er der her en kort beskrivelse af de resterende 21 hold i konkurrencen:


Team Aero: En gruppe entusiaster fra Japan, hvis mål var at lave en robot, der både var flot og slank.

Team DRC-Hubo: Består primært af forskere fra University of Nevada-Las Vegas i USA. Robotten er blevet opgraderet til at have lange og stærke lemmer. Den trefingrede hånd er ligeledes også blevet opgraderet til at have et stærkt greb.

Team Hector: Et hold med en robot, der groft sagt er sat sammen med operations-software baseret på software fra Team ViGIR robotten og systemer baseret på systemer fra Team ROBOTIS robotten.

Team HKU: Medlemmer i dette hold er specialiserede i blandt andet robotsyn, programmering af bevægelse, kontrolsystemer, Human Machine Interaction og hardware.

Team HRP2-Tokyo: Alle af holdet 27 medlemmer har en kandidat i robotforskning. Holdet integrerer intelligente robot platforme og systemer, de selv har udviklet i deres laboratorie.

Team IHMC Robotics: Ét af holdet fokusområder har været udviklingen af robottens evne til at gå og balancere. Holdet håber af deres fokusområde vil være medvirkende til at takle udfordringerne i DARPA Robotics Challenge.

Team Intelligent Pioneer: Et hold af meget blandede professioner. De har ikke et særlig strategi, kun at arbejde hårdt.

Team KAIST: Holdet er fra Sydkorea og fokuserer primært algoritmer, der får robotten til at gå ordentligt og så fokuserer de også på ubemandet bilkørsel.

Team MIT: Holdet fra Cambridge er fokuserede på at udvikle de enkelte egeneskaber, som robotten skal besidde i konkurrencen. Nogle af medlemmerne på holdet har tidligere været med til DARPA Urban Challenge.

Team NEDO-Hydra: Et hold bestående af forskere fra fire forskellige japanske universiteter. Holdet har samlet en bred viden og har bygget et helt nyt humanoid robot system fra bunden.

Team NEDU-JSK: Medlemmer i holdet har bygget en vandkølet humanoid robot, der også bevæger sig som et menneske.

Team NimbRo Rescue: Den rullende tyske robot er bygget af et hold, der har en stor ekspertise i styring i komplekse robotter, heriblandt robotter designet til at udforske i besværligt terræn.

Team RoboSimian: Holdet består af medlemmer fra NASAs Jet Propulsion Lab (JPL). Robotten er sat sammen af metoder, systemer og algoritmer, der allerede er gennemtestet i JPL.

Team ROBOTIS: Robotten fra Team ROBOTIS består af meget kompakt og effektiv hardware og software. Det gør, at holdet hurtigt kan bygge en robot, der udfører opgaver nemt. Holdet mener, at det vil gøre den effektiv i DARPA Robotics Challenge.

Team SNU: Det Sydkoreanske hold har udviklet deres robot med fokus på at genkende objekter, opdage objekter, genkende mønstre, statistisk data behandling, behandling af billeder og computersyn.

Team THOR: Holdet består af medlemmer fra robotlaboratorier i både Los Angeles og Pennsylvania. Holdet har tidligere arbejdet sammen og har på den konto været verdensmestre i Robocup fire år i træk.

Team TRAC Labs: Holdet er det eneste hold i DARPAS konkurrence historie, der som en lille forretning er gået videre i finalen. Holdet har fokuseret på menneskelig intelligens til de svære beslutninger og betragte konkurrencen som systemintegration.

Team TROOPER: Holder arbejder ud af et laboratorie hos det gigantiske amerikanske våbenfirma Lockheed Martin. Holdet arbejder på at opnå bedst mulig samarbejde mellem robot og operatør.

Team VALOR: Holdet fra Virginia Tech har designet et robot, der er specielt lavet til at understøtte en bred vifte af opgaver i katastrofeområder.

Team ViGIR: Et international hold, der har fokuseret på at udvikle en innovativ brugerflade.

Team WALK-MAN: Det italienske hold vil demonstrere en robot, der har menneskelig bevægelse og balance.
 

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.