LA TECNOLOGIA AUTONOMA "COMETH"
L'avvento delle macchine che agiscono e decidono trarrà beneficio dalle lezioni che l'umanità ha imparato da se stessa
Di J.R. Wilson
Autonomia. Fino al 21° secolo, si riferiva quasi sempre agli umani, attraverso le libertà individuali o l'autogoverno regionale/nazionale, la sovranità, l'indipendenza e la libertà.
Oggi, tuttavia, è più probabile che l'autonomia aumenti le immagini dei veicoli a guida autonoma dei robot, dei veicoli aerei senza equipaggio (UAV) e, più recentemente del suolo senza pilota (UGV), della superficie dell'acqua (USV), delle controparti subacquee e persino spaziali. Per DARPA, l'autonomia è un descrittore specifico del contesto che può variare in base al dominio, secondo Timothy Chung, un manager del programma presso l'ufficio di tecnologia tattica (TTO) dell'agenzia, dove si concentra su sistemi autonomi.
“Per i sistemi di robot terrestri, che lavorano in ambienti strutturati, anche dinamici come le strade, stiamo iniziando a vedere una maturazione, perché abbiamo la potenza di calcolo, diverse modalità di rilevamento, GPS e molti dati per aiutare a informare i comportamenti autonomi. Ciò vale anche per l'aria, che, nonostante sia 3-D, ha meno ostacoli”, ha detto. Con l'oceano, ci sono sfide ambientali, sia superficiali che sotterranee, per ottenere l'autonomia di livello aereo o terrestre in quegli ambienti.
"A seconda di come lo definisci, l'autonomia è già là fuori", ha continuato Chung. “Pensa al controllo adattivo della velocità di crociera in auto o veicoli con parcheggio autonomo. Uno smartphone potrebbe essere un canale per l'esistenza di una certa autonomia, come fare l'apprendimento automatico off-board, quindi usarlo per il riconoscimento facciale o la realtà aumentata, ad esempio, dove potresti interagire con personaggi digitali in un mondo virtuale."
Basandosi sui primi e drammatici successi delle tecnologie UAV nell'operazione Desert Storm e sul loro dispiegamento come elementi essenziali delle operazioni degli Stati Uniti e della coalizione in Iraq e Afghanistan un decennio dopo, l'agenzia ha continuato a far avanzare le tecnologie UAV. Allo stesso tempo, i settori di ricerca e sviluppo commerciale e industriale hanno sviluppato il proprio slancio nello spazio UAV per generare l'attuale esplosione mondiale di UAV personali e commerciali.
Perversi come sistemi senza pilota sono diventati, tuttavia, la stragrande maggioranza di essi rimane connessa a un essere umano con un joystick, anche se quell'uomo gestisce in sicurezza il sistema da continenti lontani. Questa connessione di un sistema senza pilota a un operatore umano (e di solito più di uno) pone vincoli al sistema, limitando l'efficacia dei sistemi senza pilota e aumentando i costi operativi. "Il problema di equipaggio numero 1 nella nostra Air Force è presidiare le nostre piattaforme senza pilota", ha detto il Gen. Philip M. Breedlove nel novembre 2011, quando stava guidando le operazioni, i piani e la direzione dei requisiti dell'Aeronautica. L'Air Force stimò all'epoca che ogni predatore operativo MQ-1 richiedeva un equipaggio di circa 168 persone, il MQ-9 Reaper circa 180 e l'RQ-4 Global Hawk circa 300 persone.
Uno dei programmi più recenti della DARPA - il programma Collaborative Operations in Denied Environment (CODE) - è progettato per estendere la capacità degli UAV esistenti dell'esercito americano di condurre impegni a lunga distanza di obiettivi terrestri e marittimi altamente mobili in contese, negati e in costante evoluzione battlespaces. Se il programma avrà successo, la risultante tecnologia di autonomia collaborativa potrebbe consentire a gruppi di velivoli senza pilota di lavorare insieme sotto la supervisione di una sola persona piuttosto che attraverso l'attuale sistema di controllo continuo da parte di un pilota e di un operatore di sensori, ciascuno supportato da numerosi analisti. L'UAS potrebbe navigare verso le loro destinazioni, trovare, tracciare e identificare gli obiettivi, e quindi presentare raccomandazioni per azioni coordinate a un supervisore della missione, che approverebbe o disapproverebbe tali azioni di squadra e dirigerebbe qualsiasi cambiamento di missione a centinaia o addirittura migliaia di miglia di distanza.
Nel frattempo, il programma OFFARET: Tattica abilitata agli sciami (OFFSET) di DARPA si concentra sulla capacità futura delle piccole unità di fanteria di schierare sciami di 250 o più mini o micro-UAV e/o UGV per aiutare a compiere diverse missioni in ambienti urbani complessi. I contratti per consegnare le sfide della Fase 1 del programma - per progettare, sviluppare e dimostrare un'architettura di sistema a sciame per far avanzare l'innovazione, l'interazione e l'integrazione di nuove tattiche di sciame - sono stati assegnati nel febbraio 2018 a Raytheon BBN e Northrop Grumman Mission Systems.
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| Nel gennaio 2018, DARPA ha trasferito il Sea Hunter, una nave emersa dal suo programma di navi senza equipaggio (ACTUV) Continuous Trail (ASW), all'Ufficio della ricerca navale (ONR). |
DARPA sta inoltre procedendo con un portafoglio più ampio di progetti e programmi di autonomia:
• L'Assured Autonomy Program, un nuovo sforzo di ricerca che si basa sulle recenti scoperte di sistemi informatici autonomi e metodi formali (modelli matematici affidabili di sistemi complessi), mira a far progredire il modo in cui i sistemi informatici possono imparare ed evolversi per gestire meglio le variazioni dell'ambiente e migliorare la prevedibilità di sistemi autonomi, come veicoli senza conducente e UAV.
• Il programma Gremlins mira a costruire UAV in grado di trasportare carichi utili di 60 libbre fino a 300 miglia nautiche ed essere lanciato e recuperato da aerei da combattimento, bombardieri o trasporti con equipaggio C-130. I ruoli di questi versatili UAV potrebbero includere intelligenza, sorveglianza e ricognizione, intelligence dei segnali e guerra elettronica.
• Il programma FLA (Fast Lightweight Autonomy), ora nella fase 2, mira a esplorare metodi di visione e autonomia non tradizionali che potrebbero potenziare una nuova classe di algoritmi per la navigazione ad alta velocità in ambienti disordinati come strade o all'interno di edifici. FLA mira a sviluppare e dimostrare la capacità di UAV autonomi abbastanza piccoli da adattarsi alle finestre e volare a velocità fino a 45 mph senza controllo umano o guida GPS.
• Il programma Experimental Spaceplane, con Boeing, mira a costruire e pilotare una classe completamente nuova di veicoli ipersonici completamente riutilizzabili (Mach gestisce le variazioni nell'ambiente e migliora la prevedibilità di sistemi autonomi, come veicoli senza conducente e UAV.
• Il programma Gremlins mira a costruire UAV in grado di trasportare carichi utili di 60 libbre fino a 300 miglia nautiche ed essere lanciato e recuperato da aerei da combattimento, bombardieri o trasporti con equipaggio C-130. I ruoli di questi versatili UAV potrebbero includere intelligenza, sorveglianza e ricognizione, intelligence dei segnali e guerra elettronica.
• Il programma FLA (Fast Lightweight Autonomy), ora nella fase 2, mira a esplorare metodi di visione e autonomia non tradizionali che potrebbero potenziare una nuova classe di algoritmi per la navigazione ad alta velocità in ambienti disordinati come strade o all'interno di edifici. FLA mira a sviluppare e dimostrare la capacità di UAV autonomi abbastanza piccoli da adattarsi alle finestre e volare a velocità fino a 45 mph senza controllo umano o guida GPS.
• Il programma Experimental Spaceplane, con Boeing, mira a costruire e pilotare una classe completamente nuova di velivolo ipersonico completamente riutilizzabile (Mach 5 o superiore) che può essere lanciata in orbita terrestre bassa 10 volte in 10 giorni; ridurre i costi di lancio del 90 percento; e dispiegare un satellite fino a 3.000 sterline. L'obiettivo del programma è fornire alla nazione una capacità senza precedenti di riprendersi rapidamente da una catastrofica perdita di satelliti militari o commerciali critici. Parte del programma fanno parte la tecnologia di volo automatizzata e altre tecnologie per il volo e le operazioni autonome, tra cui alcune sviluppate dal programma Airborne Launch Assist Space Access (ALASA) di DARPA. I primi voli di prova sono previsti per il 2020.
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| La concezione di un artista di velivoli con o senza equipaggio che lavorano in cooperazione come previsto dal programma CODICE (Collaborative Operations in Denied Environment). CODE intende concentrarsi sullo sviluppo e sulla dimostrazione di miglioramenti nell'autonomia collaborativa: la capacità dei gruppi di UAS di lavorare insieme sotto la supervisione di un singolo comandante umano. |
"In sostanza, stiamo ancora conducendo applicazioni che le persone possono o attualmente fanno e vediamo come i sistemi autonomi possono soppiantare gli attori umani per salvare vite umane, mitigare i rischi o aumentare l'efficienza. Potrebbero anche esserci scoperte che consentono capacità completamente nuove, forse alcune non ancora immaginate, che gli umani attualmente non fanno”, ha spiegato Chung. “Che sia soggettivo o no, abbiamo una base di prestazioni umane, che tende ad essere più generosa per gli umani che per le macchine. Manteniamo i nostri sistemi autonomi a un livello più elevato di prestazioni e, di conseguenza, dobbiamo comprendere il tipo di affidabilità, prevedibilità e affidabilità che possono avere. Questi sono gli stessi tratti che vorremmo da un compagno di squadra umano."
I compiti tecnici per raggiungere questo tipo di autonomia, ha affermato Chung, riguardano i progressi nelle interfacce uomo-robot, le tecniche di codifica dell'autonomia nel software e il miglioramento dell'affidabilità in tutto il sistema, dai suoi chip alla sua mobilità e altri parametri prestazionali.
"Sul piano di una fabbrica, possiamo fidarci praticamente di ciò che fanno i robot e le macchine automatizzate", ha continuato Chung. “Questo non è il caso di qualcosa di simile al trasporto senza pilota di passeggeri o consegne, dove abbiamo bisogno di metodi software per determinare e certificare che il sistema è affidabile. Parte della soluzione risiederà in strumenti software per studi realistici di simulazione dell'autonomia." Dice Chung: "Quegli strumenti di simulazione cambieranno drasticamente le nostre sensazioni su quei sistemi autonomi in uso, a fianco o lontani dagli umani che vanno avanti".
Storicamente, DARPA ha spesso condotto ricerche su tecnologie che non sono né comprese né ancora richieste, rivisitando periodicamente quelle stesse categorie tecnologiche mentre i nuovi gestori di programmi salgono a bordo con nuovi punti di vista e nuovi sviluppi per aiutare ad avvicinare una tecnologia "marginale" all'essere utile. Sebbene l'agenzia continui a perseguire tale ricerca, la velocità e l'estensione globale con cui sta avanzando la ricerca e la diffusione della tecnologia ha spinto la DARPA a raddoppiare il suo talento distintivo per spingere la busta senza essere scoraggiata da battute d'arresto a breve termine.
Il più ambito segno di successo dell'agenzia è quando transita le capacità supportate dai progetti di R&S nello sviluppo a valle, nei test e nei percorsi di utilizzo operativo.
Il 30 gennaio 2018, ad esempio, la DARPA ha concluso ufficialmente circa tre anni di sviluppo collaborativo con la Marina grazie alla transizione del Sea Hunter, una nave dimostrativa emersa dal suo programma di navi senza equipaggio (ASW) Continuous Trail Vessel (ACTUV) , all'ufficio di ricerca navale (ONR). ONR ora sta continuando lo sviluppo del rivoluzionario prototipo di veicolo, il primo di quello che alla fine potrebbe diventare una classe completamente nuova di nave oceanica - il Medium Displacement Unmanned Surface Vehicle (MDUSV) - che attraversa migliaia di miglia di mari aperti per mesi in un tempo, senza un solo membro dell'equipaggio umano a bordo.
"Il passaggio di ACTUV da DARPA a ONR segna un'importante pietra miliare nello sviluppo della tecnologia USV su larga scala e delle capacità di autonomia", ha dichiarato Alexander Walan, un manager del programma TTO all'epoca in un comunicato dell'agenzia. "La nostra collaborazione con ONR ha avvicinato alla realtà una futura flotta in cui entrambe le navi da guerra con equipaggio e le grandi navi senza equipaggio capaci si completano a vicenda per compiere missioni diverse e in evoluzione."
"ACTUV rappresenta una nuova visione della guerra di superficie navale che scambia un piccolo numero di risorse molto capaci e di alto valore con un gran numero di piattaforme mercificate e più semplici che sono più capaci nel complesso", ha aggiunto il direttore della TTO Fred Kennedy. "L'esercito degli Stati Uniti ha parlato dell'importanza strategica di sostituire i pezzi" re "e" regina "sulla scacchiera marittima con un sacco di 'pedine', e ACTUV è un primo passo per fare esattamente questo".
“Sea Hunter funge da promettente banco di prova per un nuovo tipo di mentalità nella Marina su ciò che sarebbe necessario per avere un veicolo autonomo e di lunga durata. Ma riteniamo che anche le flotte commerciali possano beneficiare di quelle stesse capacità", ha affermato Chung. "Vediamo la comunità delle forze dell'ordine adottare robot per lo smaltimento delle bombe che sono usciti dal DARPA per i militari ben oltre un decennio fa."
Molto probabilmente molto più consequenziali saranno le tecnologie di auto a guida autonoma che si sono evolute dalle sfide Grand e Urban di DARPA, ha detto Chung, aggiungendo che "gli assistenti di telefonia mobile, come Siri su iPhone, si sono evoluti da PAL [Personal Assistant che impara], una lingua programma assistente uscito dal DARPA circa quattro anni prima del lancio di Siri."
L'autonomia si manifesta in molti modi e promette come quadro abilitante per più progetti DARPA. Ad esempio, le armi robotizzate sviluppate per riparare le piattaforme orbitali nello spazio possono essere utilizzate anche per ruoli legati alla terra come l'ispezione di oleodotti e gasdotti.
I compiti tecnici per raggiungere questo tipo di autonomia, ha affermato Chung, riguardano i progressi nelle interfacce uomo-robot, le tecniche di codifica dell'autonomia nel software e il miglioramento dell'affidabilità in tutto il sistema, dai suoi chip alla sua mobilità e altri parametri prestazionali.
"Sul piano di una fabbrica, possiamo fidarci praticamente di ciò che fanno i robot e le macchine automatizzate", ha continuato Chung. “Questo non è il caso di qualcosa di simile al trasporto senza pilota di passeggeri o consegne, dove abbiamo bisogno di metodi software per determinare e certificare che il sistema è affidabile. Parte della soluzione risiederà in strumenti software per studi realistici di simulazione dell'autonomia." Dice Chung: "Quegli strumenti di simulazione cambieranno drasticamente le nostre sensazioni su quei sistemi autonomi in uso, a fianco o lontani dagli umani che vanno avanti".
Storicamente, DARPA ha spesso condotto ricerche su tecnologie che non sono né comprese né ancora richieste, rivisitando periodicamente quelle stesse categorie tecnologiche mentre i nuovi gestori di programmi salgono a bordo con nuovi punti di vista e nuovi sviluppi per aiutare ad avvicinare una tecnologia "marginale" all'essere utile. Sebbene l'agenzia continui a perseguire tale ricerca, la velocità e l'estensione globale con cui sta avanzando la ricerca e la diffusione della tecnologia ha spinto la DARPA a raddoppiare il suo talento distintivo per spingere la busta senza essere scoraggiata da battute d'arresto a breve termine.
Il più ambito segno di successo dell'agenzia è quando transita le capacità supportate dai progetti di R&S nello sviluppo a valle, nei test e nei percorsi di utilizzo operativo.
Il 30 gennaio 2018, ad esempio, la DARPA ha concluso ufficialmente circa tre anni di sviluppo collaborativo con la Marina grazie alla transizione del Sea Hunter, una nave dimostrativa emersa dal suo programma di navi senza equipaggio (ASW) Continuous Trail Vessel (ACTUV) , all'ufficio di ricerca navale (ONR). ONR ora sta continuando lo sviluppo del rivoluzionario prototipo di veicolo, il primo di quello che alla fine potrebbe diventare una classe completamente nuova di nave oceanica - il Medium Displacement Unmanned Surface Vehicle (MDUSV) - che attraversa migliaia di miglia di mari aperti per mesi in un tempo, senza un solo membro dell'equipaggio umano a bordo.
"Il passaggio di ACTUV da DARPA a ONR segna un'importante pietra miliare nello sviluppo della tecnologia USV su larga scala e delle capacità di autonomia", ha dichiarato Alexander Walan, un manager del programma TTO all'epoca in un comunicato dell'agenzia. "La nostra collaborazione con ONR ha avvicinato alla realtà una futura flotta in cui entrambe le navi da guerra con equipaggio e le grandi navi senza equipaggio capaci si completano a vicenda per compiere missioni diverse e in evoluzione."
"ACTUV rappresenta una nuova visione della guerra di superficie navale che scambia un piccolo numero di risorse molto capaci e di alto valore con un gran numero di piattaforme mercificate e più semplici che sono più capaci nel complesso", ha aggiunto il direttore della TTO Fred Kennedy. "L'esercito degli Stati Uniti ha parlato dell'importanza strategica di sostituire i pezzi" re "e" regina "sulla scacchiera marittima con un sacco di 'pedine', e ACTUV è un primo passo per fare esattamente questo".
“Sea Hunter funge da promettente banco di prova per un nuovo tipo di mentalità nella Marina su ciò che sarebbe necessario per avere un veicolo autonomo e di lunga durata. Ma riteniamo che anche le flotte commerciali possano beneficiare di quelle stesse capacità", ha affermato Chung. "Vediamo la comunità delle forze dell'ordine adottare robot per lo smaltimento delle bombe che sono usciti dal DARPA per i militari ben oltre un decennio fa."
Molto probabilmente molto più consequenziali saranno le tecnologie di auto a guida autonoma che si sono evolute dalle sfide Grand e Urban di DARPA, ha detto Chung, aggiungendo che "gli assistenti di telefonia mobile, come Siri su iPhone, si sono evoluti da PAL [Personal Assistant che impara], una lingua programma assistente uscito dal DARPA circa quattro anni prima del lancio di Siri."
L'autonomia si manifesta in molti modi e promette come quadro abilitante per più progetti DARPA. Ad esempio, le armi robotizzate sviluppate per riparare le piattaforme orbitali nello spazio possono essere utilizzate anche per ruoli legati alla terra come l'ispezione di oleodotti e gasdotti.
SOPRA: Il programma Fast Lightweight Autonomy (FLA) sta esplorando metodi di visione e autonomia non tradizionali per potenziare la navigazione ad alta velocità in ambienti disordinati per UAV piccoli e autonomi.
A DESTRA: il programma OFFensive Tattica abilitata allo sciame (OFFSET) si concentra su una capacità futura per le piccole unità di fanteria per consentire loro di schierare e far funzionare 250 o più mini o micro-UAV e UGV in ambienti urbani complessi.
In contesti aerei, avere una vasta comprensione di come gli UAV autonomi possano espandere la sorveglianza, le comunicazioni e altre sfaccettature dello spazio di battaglia apre la strada a migliori interazioni tra i piloti umani e gli UAV, forse portando gli UAV a fungere da "wingman" di un pilota da combattimento. ridurrebbe il numero di velivoli con equipaggio necessari in alcune missioni e quindi eliminerebbe almeno alcuni piloti umani dalla via del pericolo.
L'inserimento di UAV autonomi nello spazio di battaglia non "è solo una questione di auto-segnalazione ai piloti umani di ciò che sta facendo, come un sofisticato transponder, ma di essere in grado di formulare raccomandazioni di decisione, alleviando le responsabilità di [pilota o controllore del traffico aereo militare], lasciandolo essere un tattico o un comandante dello spazio di battaglia in modo più efficace. Ciò tocca molto di ciò che sta facendo DARPA”, ha affermato Chung. "A terra, vedi ... Tecnologie del veicolo X di terra, che riguardano maggiormente il potenziamento dell'equipaggio, come la strumentazione di un veicolo terrestre senza finestre in modo che l'equipaggio interno abbia una migliore consapevolezza situazionale del proprio ambiente.
In mare, essere in grado di manovrare, soprattutto sott'acqua, rimane un'area attiva per lo sviluppo di opzioni di autonomia. Il programma Cross-Domain Maritime Surveillance and Targeting [CDMaST]), ad esempio, sta cercando di monitorare e proteggere meglio le acque e parte della visione include sistemi autonomi. Questi potrebbero fornire spunti ad altri sistemi - presidiati o non presidiati - per difendere e proteggere quelle aree. Quindi una rete distribuita di sensori e veicoli autonomi potrebbe contribuire a modellare il paesaggio marino per la guerra marittima."
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| La DARPA Subterranean Challenge invita i partecipanti a fornire veicoli autonomi in grado di eseguire una rapida navigazione, ricerca e mappatura degli ambienti sotterranei. |
Il programma OFFSET di DARPA mira a sfruttare le opportunità tattiche che potrebbero venire con il coordinamento di sciami di robot aerei e di terra - fino a 250 di essi - nelle aree urbane. Le missioni potrebbero includere il supporto di una piccola unità di guerrieri incaricati di proteggere un ponte, o più crucialmente, aiutando il compito storicamente impegnativo e costoso di eliminare un edificio multipiano del nemico. Importante per questa visione tecnologica è capire dove eccellono tali sciami e dove non lo fanno affatto.
"La complessità, il comando e lo spazio di progettazione di 250 robot fisicamente disgiunti, un po 'di aria, un po' di terra, con velocità e capacità diverse, richiedono la necessità di rompere la mentalità familiare e radicata di come interagiamo con un numero ridotto di veicoli", ha affermato Chung. "Pensa al numero di diverse tattiche che potremmo impiegare con un numero maggiore di veicoli. Quegli sciami da 250 unità non sono così lontani."
Il dominio sotterraneo, forse il più sconosciuto tra tutti i settori bellici, era importante sia in Vietnam che in Iraq. Nello spirito delle precedenti sfide DARPA, l'agenzia ha lanciato una sfida sotterranea (SubT) per accelerare un'intera categoria tecnologica e catalizzare la formazione di una comunità di ricerca per fare proprio questo. Le funzionalità che la Sfida SubT richiede ai partecipanti di offrire includono la navigazione, la ricerca e la mappatura rapida degli ambienti sotterranei.
Oltre alle sue applicazioni militari, i potenziali vantaggi di tale tecnologia vanno dalla ricerca di minatori intrappolati in un crollo di una miniera alla diagnosi di problemi specifici nei sistemi di drenaggio di tempesta danneggiati e tunnel di utilità alla mappatura delle grotte naturali.
"Le grotte sono imprevedibili e non strutturate, ma forniscono un banco di prova naturale per valutare in che misura i sistemi che speriamo che i partecipanti offrano soddisfino le varie capacità al centro della sfida, scopriamo, più volte, che la geologia e la configurazione delle formazioni rocciose, e la posizione delle falde acquifere, possono cambiare solo a breve distanza mentre l'ambiente cambia. Vogliamo ispirare i concorrenti a rivolgersi a tutti e tre i domini [tunnel creati dall'uomo, spazi urbani sotterranei e reti di grotte naturali] e trovare soluzioni di sistema - una soluzione federata di piattaforme - che possano lavorare in ambienti imprevedibili."
Gli organizzatori della SubT Challenge sperano che lo sforzo fornirà nuove e potenti opzioni tecnologiche in una vasta gamma di arene, tra cui miniera di sicurezza, ispezioni dell'infrastruttura, navigazione senza GPS e comunicazioni - spesso con inceppamenti e fuori dalla vista. "Molti dei nostri sistemi, persino gli UAV, tendono a essere pensati in un ambiente bidimensionale, dove i contesti sotterranei possono avere un pozzo inclinato o un buco nero e profondo. I concorrenti in questa sfida dovranno riflettere su come affrontare tali incontri."
Ci vorranno anni prima che qualsiasi seme di tecnologia che emerga dalla Sfida SubT possa trasformarsi in nuove e reali caratteristiche della tecnosfera. Forse la tecnologia autonoma più frequentemente nelle notizie in questi giorni sono le auto a guida autonoma - sia le loro incredibili imprese sulla strada che i loro incidenti, alcuni dei quali tragici. Ma mentre questo mix di successo con alcuni insuccessi ha sollevato dubbi sul fatto che la tecnologia sia sufficientemente sofisticata e affidabile per essere scatenata su milioni di strade e strade pubbliche, i precedenti della tecnologia hanno convinto i decisori del Dipartimento della Difesa (DOD) che è pronto per la prima serata in applicazioni militari.
"La complessità, il comando e lo spazio di progettazione di 250 robot fisicamente disgiunti, un po 'di aria, un po' di terra, con velocità e capacità diverse, richiedono la necessità di rompere la mentalità familiare e radicata di come interagiamo con un numero ridotto di veicoli", ha affermato Chung. "Pensa al numero di diverse tattiche che potremmo impiegare con un numero maggiore di veicoli. Quegli sciami da 250 unità non sono così lontani."
Il dominio sotterraneo, forse il più sconosciuto tra tutti i settori bellici, era importante sia in Vietnam che in Iraq. Nello spirito delle precedenti sfide DARPA, l'agenzia ha lanciato una sfida sotterranea (SubT) per accelerare un'intera categoria tecnologica e catalizzare la formazione di una comunità di ricerca per fare proprio questo. Le funzionalità che la Sfida SubT richiede ai partecipanti di offrire includono la navigazione, la ricerca e la mappatura rapida degli ambienti sotterranei.
Oltre alle sue applicazioni militari, i potenziali vantaggi di tale tecnologia vanno dalla ricerca di minatori intrappolati in un crollo di una miniera alla diagnosi di problemi specifici nei sistemi di drenaggio di tempesta danneggiati e tunnel di utilità alla mappatura delle grotte naturali.
"Le grotte sono imprevedibili e non strutturate, ma forniscono un banco di prova naturale per valutare in che misura i sistemi che speriamo che i partecipanti offrano soddisfino le varie capacità al centro della sfida, scopriamo, più volte, che la geologia e la configurazione delle formazioni rocciose, e la posizione delle falde acquifere, possono cambiare solo a breve distanza mentre l'ambiente cambia. Vogliamo ispirare i concorrenti a rivolgersi a tutti e tre i domini [tunnel creati dall'uomo, spazi urbani sotterranei e reti di grotte naturali] e trovare soluzioni di sistema - una soluzione federata di piattaforme - che possano lavorare in ambienti imprevedibili."
Gli organizzatori della SubT Challenge sperano che lo sforzo fornirà nuove e potenti opzioni tecnologiche in una vasta gamma di arene, tra cui miniera di sicurezza, ispezioni dell'infrastruttura, navigazione senza GPS e comunicazioni - spesso con inceppamenti e fuori dalla vista. "Molti dei nostri sistemi, persino gli UAV, tendono a essere pensati in un ambiente bidimensionale, dove i contesti sotterranei possono avere un pozzo inclinato o un buco nero e profondo. I concorrenti in questa sfida dovranno riflettere su come affrontare tali incontri."
Ci vorranno anni prima che qualsiasi seme di tecnologia che emerga dalla Sfida SubT possa trasformarsi in nuove e reali caratteristiche della tecnosfera. Forse la tecnologia autonoma più frequentemente nelle notizie in questi giorni sono le auto a guida autonoma - sia le loro incredibili imprese sulla strada che i loro incidenti, alcuni dei quali tragici. Ma mentre questo mix di successo con alcuni insuccessi ha sollevato dubbi sul fatto che la tecnologia sia sufficientemente sofisticata e affidabile per essere scatenata su milioni di strade e strade pubbliche, i precedenti della tecnologia hanno convinto i decisori del Dipartimento della Difesa (DOD) che è pronto per la prima serata in applicazioni militari.
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| Il programma DARPA Experimental Spaceplane per costruire una nuova classe di veicoli spaziali riutilizzabili ipersonici sfrutterà le tecnologie per il volo e le operazioni autonome. |
“Le domande sollevate sono rilevanti; questi sono problemi che DOD ha e continuerà a prendere sul serio", ha affermato Chung, aggiungendo che il DOD ha emesso la direttiva 3000.09, fornendo indicazioni su quali decisioni possono prendere e non possono prendere veicoli autonomi, comprese quelle sull'uso di armi potenzialmente letali a bordo.
“Dobbiamo mantenere i nostri sistemi a un livello elevato di controllo perché, proprio come con le auto senza conducente, le vite saranno sulla linea. Lo stesso tipo di affidabilità a cui teniamo in campo militare è di interesse per il mercato commerciale", ha aggiunto. Vi è anche una confluenza di interesse tra i settori militare e commerciale quando si tratta di interoperabilità e compatibilità.
"Sia l'industria che il governo possono intensificarsi per aiutarlo in futuro. Il settore commerciale deve fare affidamento sulla domanda del mercato, ma le stelle si stanno allineando tra gli interessi di DOD e le esigenze di maggiore autonomia e sistemi robotici sul lato commerciale, il che è un grande sviluppo".
Al centro del portafoglio di autonomia di DARPA ci sono vari livelli di intelligenza artificiale (AI) - dal livello di apprendimento automatico di base a quello dei sistemi adattivi a un livello "cognitivo" e che può imparare continuamente dall'esperienza e dai dati che acquisisce sul volare. Un tema attuale dell'intero portafoglio di ricerca DARPA è incentrato sull'aumento dei livelli di intelligenza artificiale e sull'applicazione di questi sistemi di intelligenza artificiale sempre più capaci a molte tecnologie, compresa l'autonomia.
"L'apprendimento automatico è ancora rilevante", ha osservato Chung, offrendo come esempio la necessità di un sistema di rilevamento delle minacce per distinguere tra una persona che detiene una scopa o un AK-47. "L'intelligenza artificiale adattiva sta chiudendo il ciclo attorno alle decisioni associate all'apprendimento automatico di base verso output in cui i sistemi autonomi prospereranno", ha spiegato. “Passando dall'intelligenza artificiale adattiva all'intelligenza cognitiva, si arriva a un quadro non solo per la comprensione dell'ambiente, ma per essere in grado di spiegare e pensare attraverso scenari.
Stiamo accelerando i nostri sforzi verso questo."
Chung afferma di essere entusiasta di fare la sua parte per accelerare il tasso di sviluppo tecnologico e maturazione in robotica, intelligenza artificiale e autonomia. Le auto senza conducente potrebbero essere una delle prime tecnologie onnipresenti ad arrivare, ma a suo modo di vedere assisteremo a molti altri arrivi di questo tipo di robotica e autonomia basate sull'intelligenza artificiale.
"Gli esseri umani sono intelligenti e autonomi e sappiamo molto bene su quanti modi diversi le cose vanno bene e male con le persone, quindi possiamo imparare da noi stessi ciò di cui abbiamo bisogno per tenere d'occhio mentre inauguriamo forme artificiali di intelligenza e autonomia."
“Dobbiamo mantenere i nostri sistemi a un livello elevato di controllo perché, proprio come con le auto senza conducente, le vite saranno sulla linea. Lo stesso tipo di affidabilità a cui teniamo in campo militare è di interesse per il mercato commerciale", ha aggiunto. Vi è anche una confluenza di interesse tra i settori militare e commerciale quando si tratta di interoperabilità e compatibilità.
"Sia l'industria che il governo possono intensificarsi per aiutarlo in futuro. Il settore commerciale deve fare affidamento sulla domanda del mercato, ma le stelle si stanno allineando tra gli interessi di DOD e le esigenze di maggiore autonomia e sistemi robotici sul lato commerciale, il che è un grande sviluppo".
Al centro del portafoglio di autonomia di DARPA ci sono vari livelli di intelligenza artificiale (AI) - dal livello di apprendimento automatico di base a quello dei sistemi adattivi a un livello "cognitivo" e che può imparare continuamente dall'esperienza e dai dati che acquisisce sul volare. Un tema attuale dell'intero portafoglio di ricerca DARPA è incentrato sull'aumento dei livelli di intelligenza artificiale e sull'applicazione di questi sistemi di intelligenza artificiale sempre più capaci a molte tecnologie, compresa l'autonomia.
"L'apprendimento automatico è ancora rilevante", ha osservato Chung, offrendo come esempio la necessità di un sistema di rilevamento delle minacce per distinguere tra una persona che detiene una scopa o un AK-47. "L'intelligenza artificiale adattiva sta chiudendo il ciclo attorno alle decisioni associate all'apprendimento automatico di base verso output in cui i sistemi autonomi prospereranno", ha spiegato. “Passando dall'intelligenza artificiale adattiva all'intelligenza cognitiva, si arriva a un quadro non solo per la comprensione dell'ambiente, ma per essere in grado di spiegare e pensare attraverso scenari.
Stiamo accelerando i nostri sforzi verso questo."
Chung afferma di essere entusiasta di fare la sua parte per accelerare il tasso di sviluppo tecnologico e maturazione in robotica, intelligenza artificiale e autonomia. Le auto senza conducente potrebbero essere una delle prime tecnologie onnipresenti ad arrivare, ma a suo modo di vedere assisteremo a molti altri arrivi di questo tipo di robotica e autonomia basate sull'intelligenza artificiale.
"Gli esseri umani sono intelligenti e autonomi e sappiamo molto bene su quanti modi diversi le cose vanno bene e male con le persone, quindi possiamo imparare da noi stessi ciò di cui abbiamo bisogno per tenere d'occhio mentre inauguriamo forme artificiali di intelligenza e autonomia."
Articolo tratto dalla brochure della DARPA del 2018 per il sessantennale dalla sua fondazione; documento in PDF che puoi scaricare qui sotto.
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