【SubT Challenge】DARPA地下挑战赛寻求虚拟模型

随着人类活动在全球各地拓展，地下环境与全球安全越来越息息相关。人口的不断增长和城市化的持续深化，要求军事和民事的应急人员在地下人造隧道、地下城市空间和自然洞穴网络中履行其职责。在认识到创新性、增强性技术能够加速关键救生能力发展后，美国国防高级研究计划局（DARPA）于2017年12月21日宣布了“地下挑战赛”（Subterranean Challenge，SubT Challenge）项目。

“地下挑战赛”旨在变革作战人员和应急人员在地下人造隧道、城市地下环境和自然洞穴网络中的行动方式。参赛团队致力于开发能够在地下环境进行远程快速绘制、导航和搜索的突破性技术。

DARPA“地下挑战赛”包括两个竞赛：一个是系统竞赛，团队将开发新的硬件解决方案以在现实地下环境中竞争；另外一个是虚拟竞赛，团队将开发基于软件的解决方案，以在模拟场景中进行测试。

参赛的团队小组将参加三个初步巡回赛和一个追求高风险、高回报的决赛。计划于2021年举行的决赛将让各参赛团队接受来自三种环境的各种挑战赛程的测试。参加系统竞赛的团队将在系统决赛中争夺高达200万美元的奖金，在每个系统巡回赛中，自筹资金的团队可获得高达20万美元的额外奖金。参加虚拟竞赛的团队将在虚拟决赛中争夺高达150万美元的奖金，每个虚拟竞赛中的自筹团队将获得高达50万美元的额外奖金。

关于系统竞赛，防务菌已经介绍了不少，今天介绍下虚拟竞赛的情况。在虚拟竞赛中，参赛团队将使用系统、环境和地形的虚拟模型开发软件和算法，以在基于模拟的地下环境中开展竞争。

据DARPA官网2019年7月2日报道，参加虚拟竞赛的团队由原来的5个增加到了9个，以争夺50万美元的奖金。参赛团队从机器人模型和传感器的存储库中选择，提出一个解决方案来进行测绘、导航，搜索黑暗、危险和不可预测的地下场景。首先，小组在可用配置中选择机器人模型和传感器组装，每个机器人基于速度、机动性、传感和电池寿命等性能特征都有不同的成本，小组最多可用组合成本为1000分。接下来，小组为他们的机器人编写软件和算法，以便在模拟环境中进行竞争。就像在现实世界的比赛中一样，机器人将探索隧道环境，并尝试在60分钟的计时跑中，在5米半径的精度范围内识别物品。每识别正确一个物品得1分，一场比赛共有20个物品，这意味着每个团队都有可能获得最多20分。

2020年2月7日，DARPA通过其官网发布了信息征集，旨在寻求最先进的虚拟模型、仿真网格和机器人控制器，用于载具、传感器和环境的信息和规划，以便潜在地集成到“地下挑战赛”技术库中。

SubT Tech Repo提供的虚拟模型

通过此信息征集提供的虚拟模型可并入“地下挑战赛”虚拟竞赛活动，或用于增强“地下挑战赛”虚拟试验台中的仿真能力。

SubT Tech Repo提供的虚拟环境

对此，DARPA战术技术办公室（TTO）负责“地下挑战赛”项目的经理Timothy Chung表示：“团队在'地下挑战赛'虚拟竞赛中的创新方法可以为现实世界的开发和应用提供信息。能够以更快的速度和规模探索技术在模拟环境中的影响，对现实系统的发展具有直接和重大的好处。”

DARPA正在寻求具有不同大小、速度和移动方法的载具虚拟模型，以便为“地下挑战赛”的竞争对手提供不同的机器人。其感兴趣的还有传感器的虚拟模型和可能在地下环境中有用的传感器软件包。这些传感器包必须与Ignition机器人公司的Gazebo模拟器兼容，才能集成到Sub-Tech Repo（“地下挑战赛”中使用的各种模拟装备的集合）中。此外，DARPA还对可用的地下环境的三维模拟模型感兴趣，例如隧道、洞穴或城市地下环境的网格或点云（Point Cloud，指透过3D扫描器所取得的资料型式）。DARPA可能会要求感兴趣模型的响应者在最终集成到SubT虚拟试验台之前验证相关特性（例如传感器精度、载具速度）。有关SubT挑战虚拟模型的更多信息，可参阅《仿真模型准备指南》（https://www.subtchallenge.com/resources/Simulation_Model_Preparation_Guide.pdf）。

SubT Tech Repo提供的虚拟模型

其他“地下挑战赛”信息，可参见防务菌之前推送：

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