Дроны могут делать серию фотографий для создания ортофотоплана.Ортомозаики похожи на те карты Марса, где они используют программное обеспечение, чтобы склеить все отдельные фотографии вместе, и это полная карта планеты. Вы можете себе представить, насколько полезной может быть ортофотоплан для разделения области поиска и наблюдения за ходом поисково-спасательных работ.

Поисково-спасательные группы могут использовать те же данные для цифровой карты высот. Это программное обеспечение, которое получает топологию обломков, и вы можете начать фактически измерять высоту сваи, толщину этой плиты, то, что этот обломок должен был быть получен из этой части здания, и тому подобное.

Как можно использовать наземных роботов во время катастрофы такого типа?

В настоящее время практика поиска внутри завалов заключается в использовании либо небольшого гусеничного транспортного средства, такого как Inkutun VGTV Extreme, который является наиболее часто используемым роботом для таких ситуаций, либо змееподобного робота, такого как Active Scope. Камера разработана в Японии.

Teledyne FLIR отправляет пару отслеживаемых роботов и операторов на площадку в Серфсайде, Флорида.

Наземные роботы обычно используются для проникновения в места, недоступные для поисковиков, и для захода дальше, чем поисковые камеры.Поисковые камеры обычно достигают максимума на высоте 18 футов, тогда как наземные роботы могут уходить в щебень на глубину более 60 футов. Они также используются для захода в небезопасные пустоты, в которые мог бы поместиться спасатель, но это было бы небезопасно и, таким образом, потребовало бы, чтобы команды работали часами, чтобы закрепиться, прежде чем кто-либо сможет безопасно войти в них.

Теоретически наземные роботы также могут использоваться, чтобы позволить медицинскому персоналу видеть и разговаривать с выжившими, оказавшимися в ловушке обломков, и нести им небольшие пакеты с водой и лекарствами. Но пока что ни один поисково-спасательный отряд нигде не нашел никого живого с наземным роботом.

Какие проблемы возникают при использовании наземных роботов внутри завалов?

Большая проблема - заглянуть внутрь завалов. У вас есть в основном версия пикапов для бетона, гипса, трубопроводов и мебели. Если вам удастся затащить робота в завалы, инженеры-строители смогут увидеть внутреннюю часть этой груды палочек и сказать: «О, хорошо, мы не будем тянуть за это, это приведет к вторичному обрушению». Хорошо, мы должны начать с этой стороны, мы пройдем через завалы быстрее и безопаснее.”

Проникнуть внутрь груды щебня действительно сложно. Масштаб важен. Если пустые пространства примерно равны размеру робота, это сложно. Если что-то пойдет не так, то уже не повернуть; он должен двигаться назад. Извилистость - сколько витков на метр - тоже немаловажно. Чем больше поворотов, тем сложнее.

Есть и разные поверхности. Робот может быть на бетонном полу, а затем на участке чьего-то ворсистого ковра. Затем нужно пройти через кучу бетона, измельченного в песок.Поднимается пыль. Окрестности могут быть влажными от всех сточных вод и всей воды из спринклерных систем, а песок и пыль начинают действовать как грязь. Так что с точки зрения мобильности становится действительно сложно, очень быстро.

Каковы ваши текущие исследования?

Мы смотрим на взаимодействие человека и робота.Мы обнаружили, что из всех роботов, которые мы могли найти в использовании, включая нашего - а мы были ведущей группой по развертыванию роботов при бедствиях - 51% отказов во время развертывания при бедствиях были вызваны человеческой ошибкой.

В таких условиях работать сложно. Я никогда не был в катастрофе, где не было бы какого-то удивления, связанного с восприятием, чего-то, чего вы не осознавали, что вам нужно было бы искать, пока не окажетесь там.

Какой ваш идеальный поисково-спасательный робот?

Я хочу, чтобы кто-нибудь разработал робота-хорька.Хорьки - это млекопитающие, похожие на змей. Но у них есть ножки, маленькие ножки. Они могут бегать, как змеи. Они могут царапаться ножками и взбираться по неровным камням. Они могут делать полный сурикат, что означает, что они могут очень высоко потянуться и осмотреться. Они действительно хороши в балансе, поэтому не падают. Они могут смотреть вверх, и внезапно земля начинает сдвигаться, и они падают, и они уходят - они быстрые.

Каким вы видите развитие поисково-спасательных роботов?

На эти типы наземных роботов нет реального финансирования.Так что нет никакого экономического стимула разрабатывать роботов для обрушения зданий, которые, слава богу, случаются очень редко.

И службы общественной безопасности не могут себе этого позволить. Обычно они стоят от 50 000 до 150 000 долларов США по сравнению с 1 000 долларов США за беспилотный летательный аппарат. Так что рентабельности, похоже, нет.

Я очень расстроен этим.Мы все еще примерно на том же уровне, что и 20 лет назад во Всемирном торговом центре.

[ Получите наши лучшие истории о науке, здоровье и технологиях. Подпишитесь на информационный бюллетень The Conversation о науке.]

Навигация мобильного робота на основе обоняния и слуха для поиска источника запаха / звука

Принадлежности Расширять

Принадлежность

• ¹ Школа электротехники и автоматики, Харбинский технологический институт, Харбин 150001, Китай[email protected]

Элемент в буфере обмена

Кай Сонг и др. Датчики (Базель). 2011 г.

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Принадлежность

• ¹ Школа электротехники и автоматики, Харбинский технологический институт, Харбин 150001, Китай. [email protected]

Элемент в буфере обмена

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Бионическая технология открывает новые возможности для навигации мобильных роботов, поскольку исследует способ имитации биологических чувств.В настоящем исследовании сложная проблема заключалась в том, как объединить различные биологические органы чувств и направить распределенных роботов для взаимодействия друг с другом для поиска цели. Эта бумага объединяет обоняние, слух и осязание для разработки системы с несколькими роботами для отслеживания запаха / звука. Обонятельный робот шаг за шагом отслеживает шлейф химического запаха посредством слияния информации от датчиков газа и датчиков воздушного потока, в то время как два слуховых робота локализуют источник звука по оценке временной задержки (TDE) и геометрическому положению микрофонной решетки.Кроме того, в этой статье представлен алгоритм навигации мобильного робота на основе направления движения, с помощью которого робот может автоматически и стабильно регулировать свою скорость и направление в соответствии с отклонением между текущим направлением курса, измеренным магниторезистивным датчиком, и ожидаемым направлением курса, полученным по запаху / разумные стратегии локализации. Одновременно один робот может общаться с другими роботами через беспроводную сенсорную сеть (WSN). Экспериментальные результаты показывают, что обонятельный робот может определить источник запаха на расстоянии 2 м, в то время как два слуховых робота могут быстро локализовать и отследить обонятельного робота за 2 минуты.Разработанная система с несколькими роботами может обеспечить поиск цели со значительным успехом и высокой стабильностью.

Ключевые слова: направление движения; мульти-роботизированная система; отслеживание запаха; обоняние и слух; звуковая локализация; беспроводные сенсорные сети.

Цифры

Принципиальная схема системы с несколькими роботами.

Принципиальная схема системы с несколькими роботами.

Принципиальная схема системы с несколькими роботами.

Фотография обонятельного робота.

Фотография обонятельного робота.

Фотография обонятельного робота.

Кривые градиента концентрации шлейфа…

Кривые градиента концентрации модели плюма.

Кривые градиента концентрации модели плюма.

Блок-схема мультисенсорного слияния…

Блок-схема алгоритма пошагового поиска мультисенсорного слияния.

Блок-схема алгоритма пошагового поиска мультисенсорного слияния.

Фотография слухового робота.

Фотография слухового робота.

Фотография слухового робота.

Блок-схема TDE.

Геометрические отношения между M _i…

Геометрические отношения между M _i , ​​M _j и S.

Геометрические отношения между M _i , ​​M _j и S.

Замкнутая схема управления слухом…

Замкнутая схема управления слуховым роботом для поиска звука.

Замкнутая схема управления слуховым роботом для поиска звука.

Фотография экспериментальной среды.

Фотография экспериментальной среды.

Фотография экспериментальной среды.

Распределение концентрации запаха в…

Распределение запахов на экспериментальной арене.

Распределение запахов на экспериментальной арене.

Типичный след обонятельного робота…

Типичный след обонятельного робота слежения за шлейфом.

Типичный след обонятельного робота слежения за шлейфом.

Путь поиска источника запаха…

Путь поиска источника запаха обонятельного робота.

Путь поиска источника запаха обонятельного робота.

Интерфейс ПК.

Все фигурки (13)

Похожие статьи

• Синтетический мотылек: нейроморфный подход к искусственному обонянию в роботах.

  Вулутси В., Лопес-Серрано Л.Л., Мэтьюз З., Эскуредо Чимено А., Зиятдинов А., Перера и Ллуна А., Бермудес и Бадиа С., Verschure PFMJ.Vouloutsi V и др. В: Persaud KC, Marco S, Gutiérrez-Gálvez A, редакторы. Нейроморфное обоняние. Бока-Ратон (Флорида): CRC Press / Taylor & Francis; 2013. Глава 4. В: Persaud KC, Marco S, Gutiérrez-Gálvez A, редакторы. Нейроморфное обоняние. Бока-Ратон (Флорида): CRC Press / Taylor & Francis; 2013. Глава 4. PMID: 26042327 Бесплатные книги и документы. Обзор.

• Стратегии реактивного и когнитивного поиска для обонятельных роботов.

  Мартинес Д., Морауд Э.М. Мартинес Д. и др. В: Persaud KC, Marco S, Gutiérrez-Gálvez A, редакторы. Нейроморфное обоняние. Бока-Ратон (Флорида): CRC Press / Taylor & Francis; 2013. Глава 5. В: Persaud KC, Marco S, Gutiérrez-Gálvez A, редакторы. Нейроморфное обоняние. Бока-Ратон (Флорида): CRC Press / Taylor & Francis; 2013. Глава 5. PMID: 26042328 Бесплатные книги и документы. Обзор.

• Коллективная оценка источника запаха и поиск в условиях изменяющегося во времени воздушного потока с использованием мобильных роботов.

  Мэн К. Х., Ян В. X., Ван И, Цзэн М. Meng QH, et al. Датчики (Базель). 2011; 11 (11): 10415-43. DOI: 10,3390 / s111110415. Epub 2011 2 ноября. Датчики (Базель). 2011 г. PMID: 22346650 Бесплатная статья PMC.

• Использование датчиков электроантеннограммы насекомых на автономных роботах для обонятельного поиска.

  Мартинес Д., Архиди Л., Демондион Е., Массон Дж. Б., Лукас П.Мартинес Д. и др. J Vis Exp. 2014 4 августа; (90): e51704. DOI: 10,3791 / 51704. J Vis Exp. 2014 г. PMID: 25145980 Бесплатная статья PMC.

• Робот, управляемый насекомыми: мобильная робот-платформа для оценки способности насекомых отслеживать запахи.

  Андо Н., Эмото С., Канзаки Р. Ando N, et al. J Vis Exp. 2016 19 декабря; (118): 54802. DOI: 10,3791 / 54802. J Vis Exp.2016 г. PMID: 28060258 Бесплатная статья PMC.

Процитировано

• Платформа моделирования для интеграции искусственного обоняния в многосенсорных мобильных роботов.

  Охеда П., Монрой Дж., Гонсалес-Хименес Х. Охеда П. и др.Датчики (Базель). 2021 14 марта; 21 (6): 2041. DOI: 10,3390 / s21062041. Датчики (Базель). 2021 г. PMID: 33799397 Бесплатная статья PMC.

• Ear-Bot: биогибридная платформа Locust Ear-on-a-Chip.

  Фишель И., Амит Ю., Швиль Н., Шейнин А., Аяли А., Йовель Ю., Маоз Б. М.. Fishel I, et al. Датчики (Базель). 1 января 2021 года; 21 (1): 228. DOI: 10,3390 / s21010228. Датчики (Базель).2021 г. PMID: 33401414 Бесплатная статья PMC.

• Эффективная структура для оценки направления множественных источников звука с использованием обобщенного сингулярного разложения более высокого порядка.

  Суксири Б., Фукумото М. Суксири Б. и др. Датчики (Базель). 5 июля 2019; 19 (13): 2977. DOI: 10,3390 / s19132977. Датчики (Базель). 2019. PMID: 31284497 Бесплатная статья PMC.

• Применение модели гауссова плюма для определения местоположения внутреннего источника газа с помощью мобильного робота.

  Санчес-Соса Дж. Э., Кастильо-Микскоатль Дж., Бельтран-Перес Дж., Муньос-Агирре С. Sánchez-Sosa JE, et al. Датчики (Базель). 11 декабря 2018 г .; 18 (12): 4375. DOI: 10,3390 / s18124375. Датчики (Базель). 2018. PMID: 30544900 Бесплатная статья PMC.

• Вычислительная модель эффективности разделения паттернов в зубчатой ​​извилине с последствиями для шизофрении.

  Фагихи Ф., Мустафа А.А. Faghihi F и др. Front Syst Neurosci. 2015 25 марта; 9:42. DOI: 10.3389 / fnsys.2015.00042. Электронная коллекция 2015. Front Syst Neurosci. 2015 г. PMID: 25859189 Бесплатная статья PMC.

использованная литература

1. 1. Персо К., Додд Г. Анализ механизмов различения обонятельной системы млекопитающих с использованием модельного носа.Природа. 1982; 299: 352–355. - PubMed
2. 1. Гарднер Дж. У., Бартлетт П. Н. Электронные носы: принципы и применение. Издательство Оксфордского университета; Оксфорд, Великобритания: 1999.
3. 1. Исида Х., Мориидзуми Т. Машинное обоняние для мобильных роботов. В: Pearce T.C., Schiffman S.S., Nagle H.T., Gardner J.W., редакторы. Справочник по машинному обонянию: технология электронного носа. Wiley-VCH; Берлин, Германия: 2003.
4. 1. Лилиенталь А., Лутфи А., Дакетт Т. Химическое зондирование в воздухе с помощью мобильных роботов. Датчики. 2006; 6: 1616–1678.
5. 1. Гарднер Дж.W., Taylor J.E. Новые методы обработки сигналов на основе свертки для искусственной обонятельной слизистой оболочки. IEEE Sens. J. 2009; 9: 929–935.

Показать все 45 ссылок

Типы публикаций

• Поддержка исследований, за пределами США. Правительство

Условия MeSH

• Компьютерные сети связи

Информация об исключении роботов

Robot.txt предоставляют протокол, который поможет всем поисковым системам перемещаться по веб-сайту. Если вопросы соблюдения конфиденциальности или конфиденциальности являются проблемой, мы предлагаем вы определяете папки на своем веб-сайте, которые следует исключить из поиск. Используя файл robots.txt, эти папки можно сделать закрытыми. Следующее обсуждение роботов будет часто обновляться.

Робот Ultraseek уважает использование файла robots.txt. Запуск по корневому URL-адресу, паук проходит по сайту на основе ссылок из этого корня.Файл robots.txt также поможет другим поисковым системам. просматривать ваш веб-сайт, исключая вход в нежелательные области.

Чтобы облегчить это, многие веб-роботы предлагают средства для администраторов веб-сайтов. и контент-провайдеры, ограничивающие деятельность роботов. Это исключение может быть достигается с помощью двух механизмов:

Протокол исключения роботов

Администратор веб-сайта может указать, какие части сайта следует не должны посещаться роботом, предоставив специально отформатированный файл на своем сайт в http: //.../robots.txt.

Файл robots.txt должен находиться в корневом каталоге. веб-сайта!

Пользовательский агент: *
Disallow: / cgi-bin /
Disallow: / test /
Disallow: / ~ dept /

В этом примере исключены три каталога.

Строка User-agent указывает, каким роботам разрешено входить в сайт. В этом случае * означает, что все роботы могут пройти. Ты нужна отдельная строка Disallow для каждого префикса URL, который вы хотите исключать; нельзя сказать «Disallow: / cgi-bin / / tmp /».
Кроме того, у вас может не быть пустых строк в записи, потому что они используются чтобы ограничить несколько записей. Пример файла robots.txt файл можно найти на сайте Bridges.

Мета-тег роботов

Веб-автор может указать, может ли страница быть проиндексирована или проанализирована на предмет ссылок с помощью специального тега HTML META.Тег выглядит как тот ниже и будет расположен с другими метатегами в области веб-страница

В теге META робота есть директивы, разделенные запятыми. В Директива INDEX указывает роботу индексирования проиндексировать страницу. Директива FOLLOW указывает робота для перехода по ссылкам на странице. И INDEX, и FOLLOW являются по умолчанию. Значения ALL и NONE включают или выключают все директивы: ALL = INDEX, FOLLOW и NONE = NOINDEX, NOFOLLOW.

Вот несколько примеров:

Для получения дополнительной информации о роботах посетите Страницы веб-роботов

Роботы, питающиеся металлами, могут искать пищу даже без мозга - ScienceDaily

Когда дело доходит до питания мобильных роботов, аккумуляторы представляют собой проблемный парадокс: чем больше энергии они содержат, тем больше они весят и таким образом, тем больше энергии нужно роботу для движения. Сборщики энергии, такие как солнечные батареи, могут работать для некоторых приложений, но они не обеспечивают быструю и стабильную подачу энергии для длительного путешествия.

Джеймс Пикул, доцент кафедры машиностроения и прикладной механики Пенсильванского университета, разрабатывает технологию роботов, сочетающую в себе лучшее из обоих миров. Его источник напряжения, контролируемый окружающей средой, или ECVS, работает как батарея, поскольку энергия вырабатывается путем многократного разрыва и образования химических связей, но он избегает парадокса веса, обнаруживая эти химические связи в окружающей среде робота, как в комбайне. Находясь в контакте с металлической поверхностью, блок ECVS катализирует реакцию окисления с окружающим воздухом, питая робота освобожденными электронами.

Подход Пикула был вдохновлен тем, как животные питаются за счет химических связей в форме пищи. И, как простой организм, эти роботы с приводом от ECVS теперь способны искать собственные источники пищи, несмотря на отсутствие «мозга».

В новом исследовании, опубликованном как статья «Выбор редакции» в Advanced Intelligent Systems , Пикуль вместе с членами лаборатории Мин Ван и Юэ Гао демонстрируют колесного робота, который может перемещаться по окружающей среде без компьютера.Имея левое и правое колеса робота, приводимые в движение разными блоками ECVS, они демонстрируют рудиментарную форму навигации и поиска пищи, когда робот автоматически направляется к металлическим поверхностям, которые он может «съесть».

Их исследование также описывает более сложное поведение, которое может быть достигнуто без центрального процессора. С различным пространственным и последовательным расположением блоков ECVS робот может выполнять множество логических операций в зависимости от наличия или отсутствия источника пищи.

«Бактерии способны автономно перемещаться к питательным веществам посредством процесса, называемого хемотаксисом, когда они ощущают и реагируют на изменения в химических концентрациях», - говорит Пикул. «Маленькие роботы имеют те же ограничения, что и микроорганизмы, поскольку они не могут нести большие батареи или сложные компьютеры, поэтому мы хотели изучить, как наша технология ECVS может воспроизвести такое поведение».

В экспериментах исследователи поместили своего робота на алюминиевые поверхности, способные питать его блоки ECVS.Добавив «опасности», которые не позволили бы роботу соприкоснуться с металлом, они показали, как блоки ECVS могут как заставить робота двигаться, так и направлять его к более энергоемким источникам.

«В некотором смысле, - говорит Пикул, - они похожи на язык в том смысле, что они чувствуют и помогают переваривать энергию».

Одним из видов опасности был изгиб изоляционной ленты. Исследователи показали, что робот будет автономно следовать по металлической полосе между двумя линиями ленты, если его блоки EVCS будут подключены к колесам на противоположной стороне.Если, например, полоса повернет налево, ECVS на правой стороне робота сначала начнет терять мощность, замедляя левые колеса робота и заставляя его отвернуться от опасности.

Другой опасностью стал вязкий изолирующий гель, который робот мог постепенно стереть, проезжая по нему. Поскольку толщина геля напрямую связана с количеством энергии, которую блоки ECVS робота могут получить от металла под ним, исследователи смогли показать, что радиус поворота робота реагирует на такого рода сигналы окружающей среды.

Понимая типы сигналов, которые могут улавливать блоки ECVS, исследователи могут разработать различные способы их включения в конструкцию робота для достижения желаемого типа навигации.

«Подключение блоков ECVS к противоположным двигателям позволяет роботу избегать поверхностей, которые им не нравятся», - говорит Пикул. «Но когда блоки ECVS подключены параллельно обоим двигателям, они работают как вентиль« ИЛИ », поскольку игнорируют химические или физические изменения, происходящие только при одном источнике питания.«

«Мы можем использовать этот вид проводки в соответствии с биологическими предпочтениями», - говорит он. «Важно уметь отличать опасную среду, которую следует избегать, и среду, которая просто неудобна и может быть преодолена в случае необходимости».

По мере развития технологии ECVS их можно использовать для программирования еще более сложных и отзывчивых моделей поведения автономных безкомпьютерных роботов. Подбирая дизайн ECVS к среде, в которой должен работать робот, Пикул представляет крошечных роботов, которые ползут через завалы или другие опасные среды, доставляя датчики в критические места, сохраняя при этом себя.

«Если у нас есть разные ECVS, настроенные на разный химический состав, у нас могут быть роботы, которые избегают поверхностей, которые являются опасными, но проходят через те, которые стоят на пути к цели», - говорит Пикул.

Поисковая и спасательная робототехника: вопросы и ответы с Адамом Якоффом из NIST

Адам Якофф в испытательной лаборатории NIST для роботов.

Кредит: NIST

Адам Якофф работал инженером-исследователем робототехники в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) с 1988 года.Его исследования были сосредоточены на разработке множества новых возможностей роботов и разработке всеобъемлющих наборов тестов для стимулирования инноваций во всем сообществе робототехники, чтобы помочь уберечь аварийных служб от опасности. Адам вместе с командой NIST Emergency Response Robotics стал финалистом медали Сэмюэля Дж. Хеймана за службу Америке в категории «Безопасность, защита и международные отношения», которая присуждается федеральным служащим, добившимся значительных успехов в таких областях, как гражданское строительство. права, кибербезопасность, готовность к чрезвычайным ситуациям и реагирование, безопасность границ, борьба с терроризмом, оборона и военное дело, разведка или дипломатия.Медали Сэмюэля Дж. Хеймана «За заслуги перед Америкой» предназначены для того, чтобы подчеркнуть выдающиеся успехи федеральной рабочей силы и вдохновить других талантливых и преданных делу людей пойти на государственную службу.

Что заставило вас сделать выбор в пользу карьеры в федеральном правительстве? Что заставило вас остаться?

Первоначально я присоединился к NIST в 1988 году в качестве молодого инженера, который хотел работать над прототипом робота, который должен был помочь в строительстве и обслуживании космической станции. В то время робототехника в целом не была отраслью, в основном это были исследовательские проекты разного рода.Но этот космический робот, названный Flight Telerobotic Servicer, был довольно амбициозной идеей. Одна из его основных задач заключалась в сборке механизмов стропильных соединений, используемых для соединения основных структурных элементов космической станции. Действия космонавтов за пределами космической станции - одни из самых опасных, поэтому помощь роботов была важна. Наша группа NIST возглавляла исследования в области сенсорного управления роботизированными руками, которые могли отслеживать и захватывать объекты в окружающей среде.

Моим первым проектом в NIST была роботизированная голова под названием TRICLOPS, потому что у нее было три камеры в качестве глаз.Я разработал два граничащих глаза, а Эл Ваверинг, ныне исполняющий обязанности заместителя директора инженерной лаборатории NIST, разработал движения центрального глаза и шеи. Наблюдать, как эта сфабрикованная роботизированная «голова» оживает, чтобы отслеживать объекты, движущиеся в окружающей среде, было таким интуитивным удовольствием. Спроектировать и построить что-то из ничего и попытаться научить его делать полезные вещи - вот в чем суть робототехники. Эта голова TRICLOPS фактически выставлена ​​в вестибюле административного здания NIST.

У TRICLOPS было три камеры в качестве глаз, чтобы воспроизвести фовеально-периферическое зрение, которое так хорошо используют люди.Центральная камера обеспечивала широкоугольный обзор местности, в то время как две левая и правая камеры могли сфокусироваться на одном объекте. Все три глаза также могут наклоняться вверх / вниз и вращаться вокруг «шеи» внизу.

Кредит: NIST

Проект Flight Telerobotic Servicer был отменен через несколько лет, так как космическая станция в целом нуждалась в сокращении затрат. Поэтому исследовательские усилия нашей группы были направлены на разработку роботизированных сборочных линий для производственных приложений.Это было в исследовательском центре автоматизированного производства NIST в начале 1990-х годов, который помог проложить путь для автоматизированных производственных предприятий, которые вы видите сейчас повсюду.

Что делает NIST великим и почему я остался, так это широкий спектр высокотехнологичных проектов, реализуемых в различных отраслях, и все они направлены на развитие науки. За годы у меня было, может быть, пять разных мини-карьер в NIST, каждая из которых длилась пять лет или около того, я фокусировался на разных типах роботов, взаимодействовал с разными заинтересованными сторонами, оказывая разное влияние.Только мой номер телефона и мой адрес электронной почты остались прежними.

Как вы конкретно заинтересовались робототехникой и роботами аварийного реагирования?

Первый робот, который я построил, был для старшего дизайнера в Университете Мэриленда. Это было до того, как робототехника стала большой вещью, но это казалось интересным способом оживить машиностроение. Этому роботу было суждено участвовать в первом ежегодном Десятиборье с шагающими машинами. На самом деле это был вовсе не робот, потому что в нем не было компьютера (они все еще были размером с комнату).Но он был очень устойчивым: три ноги всегда стояли на земле, в то время как другие три ноги выдвигались или вращались вокруг центра. Он шел медленно и устойчиво, как краб. Он должен был быть устойчивым, потому что некоторые из задач десятиборья заключались в том, чтобы нести воду на своей спине и справляться с перемещающимся весом воды, плещущейся вокруг.

Это был поучительный опыт, моя первая попытка создать что-то роботизированное. Это было и всегда разочаровывает и вознаграждает. Это как дрессировка нового щенка, но созданного вами вручную.Этот шагающий тренажер сделал свои первые шаги на старте соревнований в Колорадо. Незадолго до соревнований потребовалось двое ночей в отеле, чтобы сложить окончательные части головоломки. Это был проект на один семестр, для которого явно требовалось два. Я спроектировал и построил ножки, которые стали моей первой обработкой алюминия. Этот робот занял второе место после робота, который тоже пытался подняться по лестнице, чего наш никогда не мог сделать. Эта конструкция ноги поднималась над землей всего на дюйм, но ходила как чемпион! Тогда я знал, что хочу как-то поработать с роботами после выпуска, спроектировать их, построить, попытаться научить их делать полезные вещи.Я хотел создать роботов, которые уберегут людей от опасности.

Как технологические достижения, такие как достижения в области авиационных и водных роботов, изменили поисково-спасательные операции на протяжении вашей карьеры?

Кредит: NIST

Существует множество очень опасных задач, которые можно и нужно выполнять удаленно с помощью различных роботов. Подумайте о саперных отрядах и солдатах, использующих дистанционно управляемых роботов для отключения самодельных взрывных устройств, вместо того, чтобы делать это вручную в мягких костюмах, что бессовестно опасно.Существует множество других примеров, таких как поиск под полуразрушенными зданиями, поиск и спасение на воде во время и после штормов, а также сценарии тушения пожаров с воздуха как в дикой местности, так и в городской среде.

Итак, теперь я возглавляю международные усилия по разработке стандартных методов тестирования роботов для реагирования на чрезвычайные ситуации, включая наземные, водные и воздушные системы, также известные как «дроны». Эти стандартные тесты позволяют аварийно-спасательным службам и другим лицам выполнять чрезвычайно опасные задачи с более безопасного расстояния.

Когда мы начинали, не было доступной измерительной науки или инфраструктуры стандартов для объективной оценки возможностей роботов или навыков удаленного оператора. Таким образом, мы заполнили эту пустоту легко воспроизводимыми стандартными методами тестирования, позволяющими любому пользователю количественно оценить производительность своих роботов и персонала. Сейчас у нас более 50 тестов. После оказания помощи при покупке роботизированных систем многие тесты используются для фокусировки обучения как повторяемых задач оценки в рабочих сценариях.Полученные в результате баллы измеряют и сравнивают квалификацию операторов с теми, кто использует ту же систему в одних и тех же тестах. Вот как наши тесты поддерживают аттестацию удаленных операторов, например, тест на получение водительских прав для самых разных типов транспортных средств. Эти лицензии позволят командирам инцидентов при крупномасштабных бедствиях использовать определенные возможности в других неизвестных службах реагирования, развернутых из других агентств и регионов.

Вы участвовали во многих международных коллаборациях и конкурсах.Расскажите о RoboCupRescue. Каково было его влияние?

Мы первыми использовали соревнования роботов в качестве эффективного механизма для проверки и распространения стандартов во всем мире и провели более 30 региональных и международных соревнований за 20 лет. Они являются отличными инкубаторами для новых стандартных тестов, поскольку в них участвует широкий спектр роботов. Они также служат форумом для производителей и исследователей, чтобы ежегодно измерять прогресс и освещать прорывные возможности своих последних изобретений.

Чтобы помочь в разработке и проверке оригинальных наборов тестов наземных роботов, я вместе с коллегой из Японии стал соучредителем международного конкурса робототехники под названием RoboCupRescue, посвященного городским поисково-спасательным роботам. Цель заключалась в том, чтобы помочь направлять исследования, измерять прогресс и обучать аварийно-спасательных службам о потенциальной полезности новых возможностей робототехники. Темой были роботы, которые могли развернуться в случае бедствий после землетрясений, цунами и других чрезвычайно опасных и сложных сред.Первое соревнование, которое мы провели, было за год до краха Всемирного торгового центра, что ясно продемонстрировало потребность в более совершенных роботизированных возможностях, чем те, которые были доступны в то время.

Со временем они стали больше и совершеннее. Так что теперь каждое соревнование - это удивительно продуктивная публичная оценка состояния науки для всеобщего обозрения. Типичный чемпионат RoboCupRescue проводит более 400 испытаний менее чем за неделю с использованием более 30 методов испытаний в трех различных масштабах.Мы проводим массовую одновременную оценку с командами, контролирующими другие команды в повторяющихся испытаниях, чтобы измерить производительность в отдельных тестах и ​​последовательностях тестов. Парадигма оценки поощряет автономное и вспомогательное поведение, улучшающее работу удаленного оператора. На протяжении многих лет эти соревнования вдохновляли и помогли усовершенствовать совершенно новые подходы к мобильности наземных роботов, их ловкости и лазерному картированию в очень сложных условиях.

Эти соревнования по робототехнике - буквально то, чем я больше всего горжусь в своей карьере.Когда мы начинали, роботы были довольно неэффективными, особенно на самых сложных участках. Наша модель соревнований RoboCupRescue была принята на гораздо более крупных соревнованиях, таких как DARPA Robotics Challenge for Disaster Response (2012-2015), где мы добавили специальные новые тесты для роботов-гуманоидов, и World Robot Summit Challenge (2018-2021), проводившийся в огромный новый испытательный центр роботов в Фукусиме, Япония. Этот испытательный центр будет содержать все наши наземные, водные и воздушные испытания для поддержки текущих разработок.

Синергия между исследователями, производителями и службами экстренной помощи во всем мире просто невероятна, когда все работают вместе, чтобы пройти один и тот же набор все более сложных испытаний. Ежегодно тысячи людей придумывают новые подходы и совершенствуют своих роботов, чтобы успешно проходить эти тесты. Итак, мы помогаем направлять и оценивать новейшие технологии, и это действительно приятно.

Ежегодные соревнования роботов RoboCupRescue включают исследователей со всего мира, оценивающих своих роботов в лабиринте из более чем двадцати стандартных методов тестирования, разработанных NIST.

Что у тебя дальше?

Мы работаем над разработкой методов испытаний беспилотных летательных аппаратов. Я думаю, что это будет самое важное из того, что мы когда-либо делали. Отчасти это из-за ошеломляющего размера рынка. Но еще и потому, что это одни из самых умных систем, с которыми мне приходилось работать, поэтому они действительно полезны для аварийно-спасательных служб, коммерческих и промышленных приложений и многого другого. Существует так много ситуаций, когда дистанционно управляемые дроны могут очень быстро обеспечить необходимую ситуационную осведомленность с действительно отличными изображениями и видео.Они будут держать спасателей на более безопасных дистанциях, одновременно повышая их эффективность. Скоро вы увидите их повсюду.

Итак, чтобы обеспечить безопасную интеграцию дронов в национальное воздушное пространство, мы разработали серию тестов, оценивающих возможности системы и уровень квалификации внешнего пилота. Точно так же, как наши тесты наземных роботов помогли за многие годы направить более 200 миллионов долларов на закупки роботов службами экстренного реагирования и вооруженными силами, наши испытания дронов теперь помогают информировать о покупках в гораздо более быстром темпе.И люди теперь легче видят преимущества, учитывая влияние на закупки и обучение наземных роботов.

Безопасный полет в нашем национальном воздушном пространстве требует знаний и навыков. Федеральное управление гражданской авиации (FAA) разработало письменный тест, который гарантирует, что удаленные пилоты понимают ограничения воздушного пространства и меры безопасности. Наши методы тестирования дополняют это показателями уровня квалификации внешнего пилота. Поэтому аварийно-спасательные службы и другие организации по всему миру используют наши тесты, чтобы сфокусировать свое обучение и измерить свою квалификацию для поддержки новых лицензионных требований для удаленных пилотов.

Это чрезвычайно важный новый вариант использования для наших тестов, особенно из-за риска, связанного с неконтролируемым дроном для находящегося поблизости наземного персонала и, возможно, других самолетов в этом районе.

Одним из примеров является наш гражданский воздушный патруль (CAP), который насчитывает более 1200 пилотов на 52 объектах по всей стране. Они используют наши тесты, чтобы собрать всех своих пилотов на одной мерной шкале для процесса аттестации. CAP обеспечивает все воздушные потребности Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям Министерства внутренней безопасности (FEMA).Многие штаты приняли наши тесты для подтверждения своих организаций общественной безопасности; На очереди Канада. Таким образом, наши испытания уже оказывают влияние на широкий спектр служб экстренной помощи на федеральном, государственном и местном уровнях в США и начинают распространяться на международном уровне.

Вы и команда NIST Emergency Response Robotics стали финалистами этой награды. Вы хотите поблагодарить своих товарищей по команде и немного рассказать об усилиях группы?

Наш проект был поистине международным усилием, охватывающим двадцать лет, и нам нужно было перечислить и поблагодарить слишком много аварийных служб, солдат, испытательных центров, производителей, исследователей и спонсоров.Многие из них в разное время на протяжении многих лет вместе работали над целыми наборами тестов. Я надеюсь, что они увидят воплощение своих идей в тестах, которые они помогали формировать. Это хорошее чувство.

Основную тяжесть работы выполняла довольно небольшая и развивающаяся команда из NIST, насчитывающая от трех до четырех человек в год или около того. Мы разрабатываем тесты, организуем валидационные упражнения, соревнования роботов, заседания комитетов по стандартам. Мы дорабатываем и уточняем еще несколько, пока не будут выполнены все различные требования сообщества пользователей.Это было амбициозное начинание в неустанном темпе, в котором участвовали все заинтересованные стороны и сообщества, подверженные риску.

Елена Мессина помогла запустить проект. Она предоставляла технический и управленческий опыт, пока мы пытались осмыслить бесчисленное множество роботов и операционные требования для всех различных групп пользователей, которые в них нуждались.

Энн Виртс всегда была младшим руководителем проекта. Она делает все понемногу, помогая нам сосредоточиться и работать продуктивно, поддерживая и улучшая нашу испытательную лабораторию робототехники.Она помогла многим сторонним сотрудникам воспроизвести тесты и провести испытания на своих собственных объектах, всегда являясь отличным примером администратора тестирования, у которого каждый может учиться.

Камель Саиди, Кенни Кимбл, Дэйв Шмитт, Энтони Даунс и Брайан Вайс предоставили свои технические знания и приложили столько усилий для разработки и усовершенствования тестов. Они провели все мероприятия по валидации, соревнования и заседания комитетов по стандартам с таким уровнем мастерства и профессионализмом, который вдохновил всех участников.Они усовершенствовали наш процесс разработки и улучшили наши инструменты и навыки сбора данных, чтобы превратить наземные испытания в испытания в воде, а затем в испытания в воздухе. Всегда создавайте прототипы и дорабатывайте устройства, пока не будут удовлетворены все наши различные сообщества пользователей. Разработка консенсусных стандартов - непростая задача, но они научились вести и следовать одновременно, чтобы все согласились.

Мы не смогли бы сделать это без постоянной поддержки со стороны нашего руководства, во главе с Элом Ваверингом и Кевином Джурренсом из отдела интеллектуальных систем, а также Нельсоном Брайнером и Джианном Янгом из отдела исследования пожаров.А также наш примерный административный персонал во главе с Бет Мойлан. Они неуклонно разбирались со всеми нашими покупками, поездками, контрактами и различными другими бюрократическими необходимостями. Они поддержали наших ближайших внешних сотрудников и помогли организовать наши мероприятия. Тем не менее, им редко удается встретиться с теми, кому мы помогаем, или услышать их искреннюю признательность за нашу коллективную работу, что и помогало нам двигаться вперед.

Наши основные спонсоры из Министерства внутренней безопасности, Фил Мэттсон и Кай-Ди Чу, сразу заметили необходимость стандартов в этой области и помогли нам заполнить пробел.Они предоставили необходимое финансирование на протяжении многих лет и много рекомендаций. Они позволили нам работать с их оперативными подразделениями, такими как FEMA, Служба таможенного и пограничного контроля, Секретная служба и другие федеральные агентства, которым необходимо использовать роботов различными способами. Они гарантировали, что влияние нашего проекта принесет пользу исследователям, производителям и пользователям всех видов, везде, где роботы могут помочь людям более безопасно выполнять опасные задачи.

Наконец, так много аварийно-спасательных служб и солдат присоединились к нашему проекту на протяжении многих лет и стали нашими друзьями.Они были щедры на свое время, свои навыки и, самое главное, свои знания. Они делают все это таким приятным, потому что верят в то, чего мы пытаемся достичь. Они направляют наше мышление, расставляют приоритеты и вдохновляют нашу команду каждый раз, когда мы вместе. Их роли могут быть разными, но они объединяются в результаты, которые мы создали вместе, которые помогут другим в их поистине героических профессиях использовать роботов, чтобы оставаться в безопасности и быть более эффективными, избегая опасности.

Что-нибудь посоветуете студентам или молодым исследователям?

Мой лучший совет студентам прост: если вы еще не знаете, что движет вами интеллектуально, вы, конечно, не одиноки.Когда вы изучаете варианты, важно знать, чего вы не хотите делать, как и выяснять, что вы действительно хотите делать. Процесс исключения может проливать свет.

Есть много ярких и несерьезных вариантов. Ищите усилие, которое приведет вас в глубокий конец бассейна, к чему-то, что, по вашему мнению, сложнее, чем вы можете выдержать. Вы узнаете, и это ключ.

Ищите хороших людей, которых вы уважаете и цените почти от рождения, потому что когда-нибудь они станут вами.

И если вы найдете что-то, на что вы действительно можете положиться, что дает некоторые альтруистические результаты, у вас гораздо больше шансов найти удовлетворение в своей работе. Деньги этого не приносят.

Говорят, что если вы можете превратить свое занятие в свое призвание, вы не будете работать ни дня в своей жизни. Это достойная цель. Но не надейтесь найти его прямо из коробки с луком на нем. Просто встаньте на путь и совершенствуйте его по ходу дела. Откройте каждую новую версию себя тому, что вас вдохновляет.

Несколько лет на вашем пути, придерживаясь его, даже когда это сложно, просто убедитесь, что каждая развилка на дороге ведет вас немного ближе к вашему счастью. Никто не «находит» свою идеальную работу. Когда вы знаете, как выглядит эта работа, вы найдете способ ее реализовать.

Прочтите объявление о награждении Адама.

Узнайте больше об Адаме и работе его команды в нашей новостной статье «Тесты производительности NIST для роботов с воздушным реагированием становятся национальным стандартом».