רובוטיקה – דור ההמשך

בעוד עולם התעופה עובר בקצב מהיר יחסית למערכות בלתי מאוישות, על הקרקע נראה כי היכולת הזאת עדיין בחיתוליה. DARPA – Defense Advanced Research Projects Agency, המקבילה האמריקנית של מפא”ת במשרד הביטחון, האיצה בשנתיים האחרונות את פיתוח המערכות הרובוטיות לשימושים קרקעיים – אזרחיים. בתחילת השנה הודיעה DARPA כי היא תחלק תמריצים כספיים נוספים לשלוש החברות שיגיעו למקומות הראשונים במסגרת פרויקט (DARPA Robotics Challenge (DRC. הפרויקט שהחל בשנת 2013 (ונסקר בהרחבה כאן בגיליונות הקודמים) שם לו למטרה לפתח יכולת רובוטית שתחליף כוחות חילוץ באזורי אסון. במסגרת התחרות הנוכחית של DARPA יחולק מענק של 3.5 מיליון דולר לקבוצה שתציג את הביצועים הטובים ביותר במספר תרחישים שנקבעו על ידי מדעני התכנית ב-DARPA. תאריך היעד הוא השבוע הראשון של חודש יוני השנה, ובמסגרת התחרות תבחן DARPA את הפרמטרים הבאים:
1.יכולת פעולה של הרובוט על בסיס תקשורת אלחוטית בלבד ללא כל חיווט נוסף (וזה כולל גם יכולת אספקת אנרגיה עצמאית מבוססת סוללה).
2. איסור מוחלט על מגע יד אדם בכל אחד משלבי הבחינה. על פי הגדרת הפרמטרים המקצועיים רובוט שלא יצליח להתגבר לבד על מכשול או כשל טכני במהלך הניסוי, יוצא מיד מהתחרות.
3.התבססות על תקשורת מוצפנת בין המפעיל לרובוט, כאשר DARPA הגדירה מראש כי היא תמסך את אזור הניסויים כדי להקשות על התקשורת הדו כיוונית, במטרה לבחון את יכולת הרובוט לפעול עצמאית.
“כבר בשלבי הבחינה הראשונים שערכנו בתחילת 2015, ראינו התקדמות גדולה מאד של המתמודדים בהשוואה ליכולות שהן הציגו באמצע 2014”, אומר גיל פראט, אחד ממנהלי פרויקט DRC ב-DARPA. “אין ספק שאנחנו דוחפים את הפרויקט הזה חזק קדימה ומעלים כל העת את הדרישות והחברות המתמודדות אולי לא אוהבות את זה אבל הן בהחלט מבינות”. מלבד המתמודדים האמריקנים מתמודדות בתחרות גם מספר קבוצות שהוקמו על ידי ממשלות. כך למשל קבוצה מדרום קוריאה, קבוצה נוספת מיפן וקבוצה שלישית הממומנת על יד האיחוד האירופי.
במסגרת התחרות סיפקה DARPA לחברות המתמודדות את הרובוט המיוחד שפיתחה ה-ATLAS. המחשבה שעמדה מאחורי פיתוח הרובוט הייתה יצירת פלטפורמה אחידה לניסויים, כאשר DARPA בונה מראש את הרובוט בהתאם לצרכים המבצעיים שהיא הגדירה. ה-ATLAS הנוכחי הוא שדרוג של הדגם הראשוני שפותח ב-DARPA לפני שנתיים. הדגם החדש נבנה ממתכות מרוכבות, מה שהביא להפחתת משקלו הבסיסי ל-156.5 ק”ג. גובהו של הרובוט החדש הוא 188 ס”מ, מעט יותר מגובה של אדם ממוצע. במסגרת השיפורים שולבה ב-ATLAS החדש גם מערכת משאבות חדשה שמשפרת באופן משמעותי את ביצועיו. נזכיר, תכנית DRC הגדירה כמטרה, בניית רובוט בעל יכולת תנועה דומה ככל האפשר ליכולת האנושית, במיוחד בכל הקשור לתנועות עגולות בקוטר ועוצמה משתנים.
במסגרת האפיון הטכני הוגדר לרובוט משימה שמצריכה תנועה רכה ועגולה, כמו למשל סגירת ברזים – מסקנה שנלקחה ממקרה הכור הגרעיני בפוקושימה – יפן, שם נזקקו למתנדבים שיכנסו למבנה הכורים, כדי לסגור מספר מגופים שנפגעו. בנוסף לכך, בשל הפחתת משקלו הבסיסי של הרובוט החדש, התאפשר שימוש בסוללה גדולה יותר המאפשרת ל-ATLAS זמן פעולה של עד שעה בתרחישים מורכבים ומגוונים של תנועה ושימוש במכשירים.
“השיפורים שעשינו בשני המרכיבים הללו של סוללה ומערכת משאבות חדשה, מציבה אתגרים לא פשוטים לקבוצות המתמודדות” אומר פראט. “הדרישות שלנו הן להפעיל את הרובוט רוב הזמן בחמישים אחוז כוח, ולהגביר מומנט רק במשימות שמצריכות זאת. המשימה של המתמודדים היא להציג לנו מינימום שימוש בכוח ואנרגיה מול מקסימום ביצועים”.
מעבר לשיפורים הטכנולוגיים ב-ATLAS החדש נעשו מספר שינויי מבנה המאפשרים לו ביצועיים פיסיים טובים יותר . כך למשל שונה במעט מיקום הידיים למצב נמוך יותר, מה שמאפשר לרובוט שטח פעולה רחב יותר במשימה פרונטאלית. בנוסף חוזק קו המפרקים לאורך גוף הרובוט מקו הכתפיים, דרך הירך הברך ועד לקו הקרסול, מה שמאפשר ל-ATLAS החדש לשאת משקל גדול יותר. בנוסף הוכנסו לגוף הרובוט שלושה מחשבים נוספים המאפשרים למפעיל שליטה טובה יותר בפעולות העדינות וכן מעצור/בלם חירום במידה ונדרשת עצירה מיידית של הפעולה. נוסף לכל אלה, בשל מערכת המשאבות החדשה ה-ATLAS החדש עובד בצורה שקטה הרבה יותר.
במהלך ינואר 2015 נמסר ה-ATLAS החדש לשבע החברות המתמודדות. הדגם שסופק כולל סוללה אחידה שמדמה את המתח שדורשת DARPA. מכאן אמורות המתמודדות להתאים את התוכנה ומערכת ההפעלה, כדי שאלה יעבדו בצורה אופטימלית חסכונית ואפקטיבית . כל אחת מהמתמודדות קיבלה מספר תרחישים שהוגדרו על ידי DARPA, ובהתאם להם יש למקסם את ביצועי הרובוט.
“אין ספק שיש בכך סיכונים לא קטנים” מסכם פראט. “החברות מקבלות רובוט אחיד, והן חייבות להתאים אותו לדרישות שלנו דרך השיפורים והשינויים שהן מפתחות. הן חייבות לקחת בחשבון את עניין הסכנה לנזק במהלך חצי השנה עד לתחרות עצמה. בעיניי זה חלק מהעניין, למצוא את נקודת האופטימום בין סיכון הרובוט, למעטפת ביצועים גבוהה”.