Darpa Grand Challenge: بعد 20 عامًا

كان التحدي الكبير لعام 2004 DARPA فشلًا مذهلاً. قدمت وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للدفاع جائزة بقيمة مليون دولار للفريق يمكنها تصميم مركبة أرضية مستقلة قادرة على إكمال دورة على الطرق الوعرة من خلال التضاريس الصحراوية المسطحة في بعض الأحيان ، في بعض الأحيان. مثل IEEE Spectrumتم الإبلاغ عنها في ذلك الوقت ، كان “أكثر مجموعة متنوعة من المركبات التي تم تجميعها في مكان واحد منذ تصوير Mad Max 2: The Road Warrior.“لا يوجد أحد المشاركين في خط النهاية. البعض لم يخرج من موقف السيارات.

مقاطع الفيديو الخاصة بالمحاولات كوميدية ، على الرغم من أن أي ضحك يأتي على حساب العديد من المهندسين الذين قضوا ساعات لا تحصى وملايين الدولارات للوصول إلى هذه النقطة.

لذلك ، من اللافت للنظر أنه في التحدي الكبير في DARPA الثاني ، بعد عام ونصف فقط ، عبرت خمس مركبات خط النهاية. حقق ستانلي ، الذي طوره فريق سباق ستانفورد ، فوزًا في المركز الأول للمطالبة بالمحفظة التي تبلغ قيمتها 2 مليون دولار. هذا تعديل فولكس واجن تواريج [shown at top] أكملت دورة 212 كيلومتر في 6 ساعات ، 54 دقيقة. احتلت العاصفة الرملية في كارنيجي ميلون و H1Ghlander المركز الثاني والثالث ، على التوالي ، بأوقات من 7:05 و 7:14.

احتلت KAT-5 ، التي ترعاها شركة Gray Insurance Co. of Metairie ، لوس أنجلوس ، المركز الرابع برصيد 7:30. سميت السيارة على اسم إعصار كاترينا ، الذي كان قد ضرب للتو ساحل الخليج قبل شهر ونصف. كما أنهى Terramax من Oshkosh Truck الدائرة ، على الرغم من أن وقتها البالغ 12:51 تجاوز الحد الزمني لمدة 10 ساعات التي وضعتها DARPA.

فكيف انتقل التحدي الكبير من تمثال نصفي كلي إلى خمسة من التشطيبات القوية في مثل هذه الفترة القصيرة من الزمن؟ إنها بالتأكيد شهادة على ما يمكن إنجازه عندما يرتفع المهندسون إلى التحدي. لكن نتيجة هذا السباق سبقتها مسار أبحاث أطول بكثير ، وذلك بالإضافة إلى القليل من الحظ هي ما أدى في النهاية إلى النصر.

قبل ستانلي ، كان هناك مينيرفا

دعنا نسد حتى عام 1998 ، عندما كان عالم الكمبيوتر سيباستيان تيرون يعمل في كارنيجي ميلون ويجرب روبوتًا مختلفًا تمامًا: مرشد سياحي متحف. لمدة أسبوعين في الصيف ، انتقل مينيرفا ، الذي بدا وكأنه داليك من “دكتور هو” ، معرضًا في متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الأمريكي. كانت مهمتها الرئيسية هي التدوير واستغناء عن شذرات المعلومات حول العروض.

https://www.youtube.com/watch؟v=nohcqcy1kxsكان مينيرفا روبوتًا لتجارة الجولة في متحف طوره سيباستيان.

في مقابلة في ذلك الوقت ، اعترف Thrun بأن مينيرفا كان هناك للترفيه. لكن مينيرفا لم يكن مجرد شعب. وكانت أيضا تجربة التعلم الآلي. كان عليها أن تتعلم أين يمكن أن تكون المناورة بأمان دون إخراج زائر أو قطعة أثرية لا تقدر بثمن. زائر ، غير مسيح ؛ علبة العرض ، حالة عدم التشويش ؛ الطابق المفتوح ، الأرضية غير المفتوحة. كان عليها أن تتفاعل مع البشر الذين يعبرون أمامه بطرق غير متوقعة. كان عليها أن تتعلم “رؤية”.

Fast-For-Fo-Fives: Thrun انتقل إلى ستانفورد في يوليو 2003. مستوحى من التحدي الكبير الأول ، قام بتنظيم فريق سباق ستانفورد بهدف تقديم سيارة آلية في المسابقة الثانية.

في التبسيط المفرط للمهمة الرئيسية في ستانلي ، كان على الروبوت المستقل أن يفرق بين الطريق وعدم الطرق من أجل التنقل في الطريق بنجاح. قرر فريق ستانفورد تركيز جهوده على تطوير البرامج واستخدام أكبر قدر ممكن من الأجهزة الجاهزة ، بما في ذلك الليزر لمسح التضاريس الفورية وكاميرا فيديو بسيطة لمسح الأفق. تداخل البرامج مع المدخلين ، وتكييفها مع ظروف الطريق المتغيرة أثناء الطيران ، وتحديد سرعة قيادة آمنة. (لمزيد من التفاصيل الفنية حول Stanley ، تحقق من ورقة الفريق.) مفتاح قتل التحكم عن بُعد ، والذي يتطلب DARPA في جميع المركبات ، إلغاء تنشيط السيارة قبل أن يصبح خطرًا. حوالي 100000 سطر من الكود فعل ذلك وأكثر من ذلك بكثير.

لم يدخل فريق ستانفورد التحدي الكبير لعام 2004 ولم يكن من المتوقع أن يفوز بسباق 2005. في هذه الأثناء ، كان لدى كارنيجي ميلون إدخالان – عام 1986 تعديل هومفي وعام 1999 هامر – وكان المفضل الواضح. في سباق عام 2004 ، كانت العاصفة الرملية من CMU أبعد ما تكون ، واستكمال 12 كم. بالنسبة للسباق الثاني ، جلبت CMU عاصفة رملية محسنة وكذلك مركبة جديدة ، H1Ghlander.

أعاد العديد من المنافسين الآخرين عام 2004 إعادة تجميع صفوفهم للمحاولة مرة أخرى ، ودخلت منها جديدة في المعركة. في المجموع ، تم تطبيق 195 فريقًا للتنافس في حدث 2005. شملت الفرق الطلاب والأكاديميين وخبراء الصناعة والهواة.

بعد زيارات الموقع في الربيع ، وصل 43 فريقًا إلى الحدث المؤهل ، الذي عقد 27 سبتمبر حتى 5 أكتوبر في سباق الدراجات النارية في كاليفورنيا ، في فونتانا. استغرقت كل مركبة أربعة أشواط خلال الدورة التدريبية ، والتنقل عبر نقاط التفتيش وتجنب العقبات. تم اختيار ما مجموعه 23 فريقًا لمحاولة المسار الرئيسي عبر صحراء موهافي. كان التنافس مسعى مكلفًا – أنفق فريق CMU الأحمر أكثر من 3 ملايين دولار في عامه الأول – وتم رش أسماء الرعاة عبر المركبات مثل شعارات السيارات على سيارات السباق.

في الساعات الأولى من 8 أكتوبر ، تجمع المرشحون النهائيون للسباق الكبير. كان لدى كل فريق وقت بدء متداخل للمساعدة في تجنب الازدحام على طول الطريق. قبل حوالي ساعتين من بدء الفريق ، أعطتهم DARPA قرصًا مضغوطًا يحتوي على حوالي 3000 إحداثيات GPS التي تمثل الدورة. بمجرد أن يصل الفريق إلى Go ، كان الأمر كذلك: كان على السيارة أن تقود نفسها دون أي تدخل بشري. أنتجت PBS’s Nova حلقة ممتازة في التحديات الكبرى 2004 و 2005 التي أوصي بها بشدة إذا كنت ترغب في الشعور بالإثارة والتوقع وخيبة الأمل والانتصار.

في التحدي الكبير لعام 2005 ، كانت H1Ghlander بجامعة كارنيجي ميلون واحدة من خمس سيارات مستقلة لإنهاء السباق.داميان دوفارغانز/AP

احتل H1Ghlander المركز القطب ، حيث احتل المركز الأول في جولات التصفيات ، يليه ستانلي و Sandstorm. تقدم H1Ghlander في وقت مبكر وسرعان ما كان له تقدم كبير. هذا هو المكان الذي جاء فيه الحظ ، أو بالأحرى عدم وجوده.

بعد حوالي ساعتين من السباق ، تباطأ H1ghlander وبدأ المتداول إلى أسفل التل. على الرغم من أنها استأنفت في النهاية المضي قدمًا ، إلا أنها لم تستعيد سرعتها القصوى ، حتى في أقسام طويلة ومستقيمة من الدورة. اشتعلت ستانلي أبطأ ولكنه ثقيل حتى H1Ghlander في علامة 163 كيلومتر (101.5 ميل) ، ومررها ، ولم تترك زمام المبادرة.

ما حدث في H1Ghlander ظل لغزا ، حتى بعد تحليل ما بعده الواسع. لم يكن حتى 12 عامًا بعد السباق – ومرة ​​أخرى مع القليل من الحظ – اكتشف CMU المشكلة: الضغط على مرشح إلكتروني صغير بين وحدة التحكم في المحرك وحاقن الوقود تسبب في خسارة المحرك وحتى الدوران عن. تكهن أعضاء الفريق بأن حادثًا قبل أسابيع قليلة قد أضر بالمرشح. (لمعرفة المزيد حول كيفية اكتشاف CMU أخيرًا ، انظر نطاق قصة رئيس التحرير إيفان أكرمان لعام 2017.)

إرث التحدي الكبير لداربا

بغض النظر عمن فاز بالتحدي الكبير ، خرجت العديد من قصص النجاح من المسابقة. بعد عام ونصف من السباق ، حقق Thrun بالفعل تقدمًا كبيرًا في مكافحة التطواف التكيفية ومساعدة الحفاظ على الممرات ، والتي تتوفر الآن بسهولة في العديد من المركبات التجارية. ثم عمل على منظر في شارع Google وسياراتها الأولية ذاتية القيادة. عمل فريق CMU الأحمر مع ناسا لتطوير روفرز لاستكشاف القمر أو الكواكب البعيدة. أقرب إلى المنزل ، فقد ساعدوا في تطوير حصاد ذاتيهم للقطاع الزراعي.

يحمل سيباستيان تريون زعيم فريق ستانفورد شيكًا بقيمة 2 مليون دولار ، وهي جائزة الفوز في التحدي الكبير لعام 2005.داميان دوفارغانز/AP

بالطبع ، كان هناك أيضًا الكثير من الضجيج ، الذي كان يميل إلى التغلب على الأصول العسكرية للسباق – تذكر “D” في DARPA “الدفاع”. في عام 2000 ، كان مشروع قانون تفويض الدفاع قد نص على أن ثلث مركبات القتال الأرضية الأمريكية “بدون طيار” بحلول عام 2015 ، وتصور DARPA التحدي الكبير لتحفيز تنمية هذه المركبات المستقلة. كان الجيش الأمريكي لا يزال يقاتل في الشرق الأوسط ، ويعتقد مروجو DARPA أن المركبات ذاتية القيادة ستساعد في تقليل الإصابات ، وخاصة تلك الناجمة عن الأجهزة المتفجرة المرتجلة.

قامت DARPA برعاية المزيد من المسابقات ، مثل التحدي الحضري لعام 2007 ، حيث انتقلت المركبات في مدينة محاكاة وبيئة في الضواحي ؛ تحدي الروبوتات لعام 2012 لروبوتات الاستجابة للكوارث ؛ والتحدي تحت الأرض لعام 2022 – لك – خمنت ذلك – يمكن أن تتجول تحت الأرض. على الرغم من المسابقات ، والصراعات العسكرية المستمرة ، والعقود الحكومية الضخمة ، فإن التقدم الفعلي في المركبات العسكرية المستقلة والروبوتات لم تقلع إلى الحد المطلوب. اعتبارًا من عام 2023 ، تشكلت المركبات الأرضية الآلية 3 في المائة فقط من سوق السيارات المدرعة العالمية.

اليوم ، هناك عدد قليل جدًا من المركبات البرية ذاتية الحكم في الجيش الأمريكي ؛ وبدلاً من ذلك ، تقدمت الخدمات إلى الأمام مع أنظمة شبه محمية ، بمساعدة المشغل ، مثل الطائرات بدون طيار التي يتم التحكم فيها عن بُعد وطيور تشتيت السفن. كان One Grand Challenge Finisher الذي استمر في العمل لدى الجيش الأمريكي هو Oshkosh Truck ، الراعي الذي يتخذ من ويسكونسن مقراً له لـ Terramax. أظهرت الشركة نظام تحميل منصة نقالة لنقل البضائع في المركبات غير المأهولة للجيش الأمريكي.

توقع الكثير من التقارير المعاصرة حول التحدي الكبير أن السيارات ذاتية القيادة ستأخذنا أقرب إلى مستقبل “Jetsons” ، مع وجود سيارة ذاتية القيادة لك. ولكن بعد عقدين من ستانلي ، اقتصر طرح السيارات المستقلة المدنية على تطبيقات محددة ، مثل Waymo Robotaxis التي تنقل الأشخاص في جميع أنحاء سان فرانسيسكو أو Grubhub Starships التي تكافح من أجل تقديم الطعام عبر حرمتي الجامعية في جامعة ساوث كارولينا.

سأراقب لأرى كيف تتطور التكنولوجيا خارج المدن الكبيرة. ستكون المركبات ذاتية القيادة رائعة للمسافات الطويلة على الطرق الريفية الفارغة ، ولكن لا تزال أجزاء من أمريكا الريفية تكافح من أجل الحصول على تغطية كافية للهاتف المحمول. هل ستحصل المدن الصغيرة والمساحات التي تحيط بها على عرض النطاق الترددي لاستيعاب المركبات المستقلة؟ بقدر ما أود أن أظن أن السيارات ذاتية القيادة هنا تقريبًا ، لا أتوقع أن أجد واحدة تحت مرآبتي في أي وقت قريب.

حكاية اثنين من stanleys

لم يمض وقت طويل على سباق 2005 ، كان ستانلي مستعدًا للتقاعد. استذكر تجربته في اختبار مينيرفا في المتحف الوطني للتاريخ الأمريكي ، اعتقد Thrun أن المتحف سيصنع منزلًا لطيفًا. قام بإعارة المتحف في عام 2006 ، ومنذ عام 2008 ، كان يقيم بشكل دائم في مجموعات المتحف ، إلى جانب عينات رائعة أخرى في الروبوتات والسيارات. في الواقع ، ليس حتى أول ستانلي في المجموعة.

يقيم ستانلي الآن في مجموعات المتحف الوطني للتاريخ الأمريكي لمؤسسة سميثسونيان ، والذي يضم أيضًا ستانلي آخر – هذا 1910 ستانلي رنابوت. Behring Center/National Museum للتاريخ الأمريكي/مؤسسة سميثسونيان

ينتمي هذا التمييز إلى سيارة Stanley Runabout لعام 1910 ، وهي سيارة مبكرة تعمل بالطاقة البخارية التي تم تقديمها في وقت لم يكن من الواضح أن محرك الاحتراق الداخلي كان هو السبيل للذهاب. على الرغم من العيوب الواضحة – كانت محركات STEAM تميل إلى الانفجار – كانت “Stanley Steamers” معروفة بحرفهم الرائعة. سجل فريد ماريوت الرقم القياسي لسرعة الأرض أثناء قيادته ستانلي في عام 1906. وصلت إلى 205.5 كيلومترًا في الساعة ، والتي كانت أسرع بكثير من متوسط ​​سرعة ستانلي في القرن الحادي والعشرين البالغ 30.7 كم/ساعة. لكي نكون منصفين ، كانت ماريوت ستانلي تتسابق على مسار مسطح ومستقيم بدلاً من التضاريس على الطرق الوعرة التي تنقلها ستانلي.

على مدار القرن الذي يفصل بين اثنين من stanleys ، من السهل تتبع سرد التقدم. من الواضح أن كلاهما يمكن التعرف عليهما على أنهما سيارات أرضية ذات عجلات رباعية ، لكنني أشك في أن حالما الخيال العلمي في أوائل القرن العشرين كان يتعرضون لضغوط شديدة لتخيل مجموعة التقنيات التي من شأنها أن تدفع سيارة القيادة الذاتي في القرن الحادي والعشرين. كيف ستكون مركبات القرن الثاني والعشرين؟ هل سيكون لديهم حتى أربعة إطارات ، أم أنهم سيركضون على شيء جديد تمامًا؟

جزء من أ سلسلة مستمرةبالنظر إلى القطع الأثرية التاريخية التي تتبنى إمكانات التكنولوجيا التي لا حدود لها.

تظهر نسخة مختصرة من هذه المقالة في إصدار الطباعة في فبراير 2025 على أنها “بطيئة وثابتة يفوز السباق”.