Zespół naukowców Nomagic Warsaw MIMotaurs zakwalifikował się do finału prestiżowego konkursu robotycznego w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Nad wodami Zatoki Perskiej zbudowany przez nich rój autonomicznych dronów zmierzy się z drużynami najlepszych konstruktorów świata.
Rywalizacja w konkursie robotycznym Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge (MBZIRC) na pierwszy rzut oka przypomina zmagania sportowe, jednak w rzeczywistości ma znacznie więcej wspólnego z pracą naukową. Zbudowanie, zaprogramowanie i „trenowanie” roju autonomicznych dronów zajęło polskiemu zespołowi niemal dwa lata, a technika lotu i rozwiązywanie postawionych przed robotami zadań będą jeszcze przez kilka miesięcy udoskonalane przed finałem z udziałem pięciu najlepszych drużyn świata, który odbędzie się w stolicy Zjednoczonych Emiratów Arabskich w lutym 2024 roku. Zwycięzcy konkursu otrzymają nagrodę w wysokości 2 mln dolarów, a łączna pula nagród to 3,25 mln dolarów. W finale wystartuje zespół Nomagic Warsaw MIMotaurs, w skład którego wchodzą naukowcy związani z Uniwersytetem Warszawskim i IDEAS NCBR – ośrodkiem badawczo-rozwojowym w obszarze sztucznej inteligencji.
Pracujemy trochę jak w start-upie, dużo i ciężko z nadzieją na sukces. Każdy element zaplecza technologicznego jest ważny: od działających silników i czystych śmigieł, przez rozplanowanie elektryczne i odpowiednio oprogramowaną elektronikę, po najnowsze rozwiązania AI. W zespole pracują różni specjaliści: programiści, architekci projektowi, eksperci od AI, fizycy, mechanicy, elektronicy. Są to osoby z najróżniejszym doświadczeniem: akademickim; w branży B+R zdobytym u największych graczy na świecie; uczestnicy akademickich zawodów łazików marsjańskich czy wyścigów autonomicznych dronów – wyjaśnia Karol Pieniący, kapitan drużyny Nomagic Warsaw MIMotaurs i lider zespołu badawczego zajmującego się algorytmami w bezzałogowych statkach powietrznych w IDEAS NCBR.
Dodaje, że rywalizacja z najlepszymi drużynami na świecie stanowi z jednej strony wyzwanie, a z drugiej – to niepowtarzalna okazja do doskonalenia umiejętności.
Jak wyglądają zawody robotów?
Konkurs MBZIRC podzielony został na trzy etapy. W pierwszym, czysto teoretycznym, który rozpoczął się jeszcze w 2021 r., zespoły musiały przygotować dokument wyjaśniający, w jaki sposób ich drony poradzą sobie z konkretnymi zadaniami. W drugim – fazie symulacji – naukowcy wykonywali zadanie konkursowe w środowisku symulacyjnym, zapewnionym przez organizatora. Finał to już wypuszczanie autonomicznych dronów „na żywo” nad brzegiem morza nieopodal Abu Dhabi i obserwacja, na ile skutecznie poradzą sobie z postawionymi im zadaniami.
Drony będą musiały np. odnaleźć na morzu konkretną łódkę, która pasuje do specyfikacji celu. Następnie autonomiczny katamaran wyposażony przez polską drużynę konstruktorów podpłynie do niej, a z jego pokładu wystartują kolejne drony. Jednym z ich zadań będzie przeniesienie wskazanego przedmiotu z łódki na własny statek.
Warto pamiętać, że warszawski zespół w tym czasie będzie mógł już praktycznie tylko kibicować swoim robotom, obserwując ich postępy na ekranach. Wszystkie zbudowane przez nich urządzenia sterowane będą przez moduły zaprogramowanej wcześniej sztucznej inteligencji.
Niektóre drony budujemy w zasadzie od podstaw, a w innych przypadkach adaptujemy istniejące konstrukcje. Możemy w mniejszym lub większym stopniu zbudować je samodzielnie lub z gotowych platform i wyposażyć w odpowiednie kamery, czujniki i chwytaki. Katamaran otrzymujemy od organizatorów, ale musimy go doposażyć m.in. w komputery i czujniki. Software piszemy całkowicie samodzielnie: od nawigacji i komunikacji po sztuczną inteligencję w zakresie percepcji czy zarządzania rojem dronów – opowiada Karol Pieniący.
Jest liderem zespołu badawczego Algorytmy w autonomicznych UAV, działającego w IDEAS NCBR, ośrodku zajmującym się sztuczną inteligencją
Chcemy integrować dane z różnych czujników zamontowanych na dronach tak, by optymalizować lot drona i zbliżać się do zbudowania w pełni autonomicznych bezzałogowych statków powietrznych. Pozwoli to dronom latać w bardziej efektywny i bezpieczny sposób, tak żeby bez udziału człowieka mogły omijać przeszkody, wybierać najlepszą drogę do celu, wykonywać zadania. Pracujemy także nad metodami śledzenia ruchu obiektów za pomocą autonomicznych UAV. Rozwiązania, które chcemy stworzyć, mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie w ratownictwie morskim czy górskim, a także podczas klęsk żywiołowych: drony będą w stanie odnaleźć zaginione osoby i przekazywać ratownikom obraz i informacje w czasie rzeczywistym. Przydadzą się też potencjalnie straży granicznej, hodowcom zwierząt, leśnikom, a także wojskowym w prowadzeniu misji zwiadowczych na polu walki – informuje Pieniący.
Rywalizacja napędza rozwój technologii
Choć członkowie drużyny Nomagic Warsaw MIMotaurs są przede wszystkim zmotywowani, by zwyciężyć w rywalizacji, zależy im też na tym, by przesunąć granice tego, co możliwe w autonomicznej robotyce. Udział w konkursach rangi międzynarodowej, jak MBZIRC, pozwala polskim badaczom łączyć w jednym zespole najlepszych specjalistów i rozwijać zainteresowanie robotyką.
Zależy nam na tym, żeby to nie było jedynie sportowo-konkursowe lub komercyjne przedsięwzięcie. Wierzymy, że efekt naszej pracy będzie również prezentował wartość naukową i stanowił cegiełkę do rozwoju całej gałęzi przemysłu, jaką są systemy bezzałogowych statków powietrznych. Planujemy, żeby niektóre elementy naszego rozwiązania doczekały się publikacji naukowych. Staramy się dobierać jak najlepsze narzędzie do danego zadania, uwzględniając dostępną technologię i umiejętności członków zespołu, a równolegle tworzymy autorskie rozwiązania na miarę naszych konkretnych potrzeb – wskazuje Jan Dziedzic, członek drużyny.
MK