DARPAグランド・チャレンジ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動: 案内検索
DARPAグランド・チャレンジ

DARPAグランド・チャレンジ英語:DARPA Grand Challenge)とは国防高等研究計画局(DARPA)によるロボットカーロボットカーレースである。アメリカ合衆国では防衛上の先進的な課題の解決方法として従来の枠組みにとらわれない手法を求め、このような競技を行い、問題点を洗い出し、解決の糸口を探っている。最初の競技では未舗装路を制限時間内に走破するものだった。2007年11月3日に実施された3回目の競技では市街地を想定したコースが用意された[1]

歴史と背景[編集]

完全な自律型自動車は国際的に多年にわたって開発が行われている。日本では1977年から開発が始まった。ドイツでは(Ernst Dickmanns英語版VaMP英語版)、イタリアでは(ARGO 計画)、欧州連合では(EUREKAプロメテウス計画)、アメリカや他の国でも行われている。

グランドチャレンジは世界初の長距離無人自動車の競技である。他の無人自動車の研究ではより伝統的な商業的あるいは学術的な努力が行われてきた。合衆国議会はDARPAに対して2015年に自立的な無人軍用車の比率を1/3にすべく最初のグランドチャレンジの賞金(100万ドル)の拠出を承認した。2004年に開催された時にはディレクターを勤めるTony Tether英語版博士が、次回の賞金は200万ドルに増額すると発表した。2007年のアーバンチャレンジでは第1位、2位、3位にそれぞれ200万、100万、50万ドルの賞金が贈られた。

競技の参加は世界中の個人や組織に対して開かれている。参加者は高校生、大学生、企業、他の組織と多岐に渡る。100以上のチームが最初の年に参加して幾多の技術をレースに持ち込んだ。2年目は195チームが36州と4ヶ国から参加した。

2004グランドチャレンジ[編集]

レッドチームレーシングの1986年式 HMMWV サンドストーム英語版

2004年3月13日にモハーヴェ砂漠で開催された第一回目のDARPAグランドチャレンジでは総距離150マイル (240 km)でどの車両もゴールまでたどり着けなかった。カーネギーメロン大学のレッドチームの(ハンヴィーを改造した)サンドストーム英語版がスイッチバックの曲がる個所で岩に乗り上げて動けなくなるまで11.78kmまで走った。勝者はいないと宣言され賞金は与えられなかった。


2005グランドチャレンジ[編集]

2度目のDARPAグランドチャレンジの競技は2005年10月8日 午前6:40に開始された。決勝に進出した23台全てが2004年の最高記録である11.78 km (7.32 mi)を上回り、5台が完走した。

車両 チーム名 本拠地 所要時間
(h:m)
結果
スタンレー Stanford Racing Team スタンフォード大学, パロアルト, カリフォルニア州 6:54 1位
サンドストーム Red Team カーネギーメロン大学, ピッツバーグ, ペンシルベニア州 7:05 2位
H1ghlander英語版 Red Team Too 7:14 3位
Kat-5 Team Gray Gray 研究所, メテリー, ルイジアナ州 7:30 4位
テラマックス Team TerraMax Oshkosh Truck Corporation, オシュコシュ, ウィスコンシン州 12:51 10時間超過、5位

2005年の参加車両は3か所の狭いトンネルを通過して100回以上の左右の半径の小さい曲がり道を走破した。レースはビール瓶上の通過点を通り、片方が崖の切り立った岩山の曲がりくねった山岳地帯を越えた。[2] 2004のコースではルートのスタート直後に、より段差があり、尖鋭なスイッチバック(Daggett Ridge)がいくつかあったが、2005年のコースではカーブが大幅に少なくなり、全体的に道幅が広くなった。

スタンフォード大学カーネギーメロン大学は自然にライバルになり(スタンフォードのチームリーダーのSebastian Thrunは以前はカーネギーメロン大学の教員でRed Whittakerはカーネギーメロンのチームリーダーだった。)レースを競った。スタンレーに追い越される前に機械的な問題がH1ghlanderを悩ませた。わずか数週間前にハリケーン・カトリーナの被害にあったGray チームの参戦はそれ自体が奇跡だった。5番目の完走車のオシュコシュトラックからの30,000ポンドのテラマックスは2日目に完走した。大型のトラックは夜中コースで暖機運転で過ごしたが慎重にビール瓶状の狭い道を通過した。

2007アーバンチャレンジ[編集]

2007年度の競技に参加するために開発された車両
DARPA アーバンチャレンジの決勝で対峙したスタンフォードレーシングとヴィクター タンゴ

3度目のDARPAグランドチャレンジ[3]は"アーバン チャレンジ"として知られ、2007年11月3日に今では閉鎖されたジョージ空軍基地(現在は南カリフォルニア物流空港)で開催された。(Google map).[4] コースは市街地を想定した総延長96 km (60 mi)で6時間以内に完走することが求められた。ルールは、他の車列や障害物に対応したり車列に合流しながら、すべての交通規則に従う事も含まれてた。

これまでの競技とは異なり、2007年のアーバンチャレンジはAとBの2つの"トラック"に分けられて開催された。トラックAとトラックBの全てのチームは同じ競技コースの一部だが、トラックAを選択したチームはUS $100万ドルの予算を受ける事ができた。これら11チームは主要な大学と大企業で構成された。それらはカーネギーメロン大学ゼネラルモーターズと組み、スタンフォード大学フォルクスワーゲンと組み、ヴァージニア工科大学はVictorTangoとしてTORCテクノロジーズと組み、オシュコシュトラック、ハネウェルレイセオンカリフォルニア工科大学、Autonomous Solutions、コーネル大学マサチューセッツ工科大学である。トラックAでの少数の独立した参戦者の一つがthe Golem Groupだった。DARPAは公式にトラックAのチームを選択した理由を説明していない。

チームは断片的な画像化された競技コースの地図を渡された。少なくとも一つのチーム、タータン·レーシングは、改善された誘導のための追加的な目標地点を挿入することによって地図を強化した。 チームジェファーソンによって公開された報告の論文では、DARPAによって与えられた地図とタータン·レーシングで使用されたコースマップとの対比を画像で示した。[5]

完走した6チーム: 優勝したタータン·レーシングはシボレー・タホの"Boss"で参戦して$200万ドルを受け取った。2位のスタンフォードレーシングは2006年式フォルクスワーゲン パサート ワゴンの"Junior"で参戦して$100万ドルを受け取った。 3位のVictorTangoは2005年式フォード・エスケープハイブリッドの"Odin"で参戦して$500,000ドルを受け取った。[6] MITは4位でコーネル大学ペンシルベニア大学/リーハイ大学も同様に完走した

6チームが完走した:

チーム名 ID# 車両 形式 拠点 所要時間
(h:m:s)
結果
タータン レーシング 19 Boss 2007年式 シボレー・タホ カーネギーメロン大学, ピッツバーグ, ペンシルベニア州 4:10:20 1位; 平均14 mph (22.53 km/h)で走破 [7][8]
スタンフォード レーシング 03 Junior 2006年式 フォルクスワーゲン パサート ワゴン スタンフォード大学, パロアルト, カリフォルニア州 4:29:28 2位; 平均約13.7 mph (22.05 km/h)で走破[9]
VictorTango 32[10] Odin 2005年式 フォード・エスケープハイブリッド バージニア工科大学, Blacksburg, バージニア州 4:36:38 3位; 平均 13 mph (20.92 km/h)で走破[7]
MIT 79 Talos ランドローバー・LR3 マサチューセッツ工科大学, ケンブリッジ, マサチューセッツ州 約 6 時間 4位[11]
The Ben Franklin Racing Team 74 Little Ben 2006年式 トヨタ・プリウス ペンシルベニア大学, リーハイ大学, フィラデルフィア, ペンシルベニア州 公式資料なし 完走6チームの1つ
Cornell 26 Skynet 2007年式 シボレー・タホ コーネル大学, イサカ, ニューヨーク州 公式資料なし 完走6チームの1つ

2004年と2005年の競技は車両にとってはより物理的に挑戦的な競技でロボットは隔離されて他の車両とは通過時のみ他の車両を検出した。アーバンチャレンジでは全ての交通法規に従ってコース上の他のロボットを検出して避ける事ができる車両を製造する事が設計者に必要とされた。 これは車両のソフトウェアがリアルタイムで他の車両の行動に基づいて"知的に"対応しなければならないとしてより高度なソフトウェアの開発が要求された。これまでの自律型車両の開発では高速道路での走行のように構造化された状況に焦点を当てていたが、この競技では4か所の交差点で停止するようなより雑然とした都市環境で動作して相互に洗練された通信を実行する事が求められた。[12]

2012年ロボティクスチャレンジ[編集]

DARPAロボティクス・チャレンジは発展途上の人型ロボットに特化した競技である。競技の第一の目標は複雑で危険な作業や分解、人間工学上の環境で実行する能力のロボットを開発する事である。[13] 2012年10月に設立され2013年6月に仮の大会が開催された。さらに2回の競技が計画され、2013年12月に予選と2014年12月に決勝が予定される。

以前の競技とは異なり、"車両"の製造はロボティックスチャレンジの範囲には含まれない。2012年8月にDARPAはボストン・ダイナミクスはソフトウェアのチームが競技に使用するPETMANを基にした同一仕様のロボットを開発して8台製造する契約を交わした。[14] 契約総額は$10,882,438 で費用に利益を加算した契約で2014年8月9日に完了する事が期待される。[15]

2013 FANG チャレンジ[編集]

2013年4月22日、DARPAは"グランドシステム"の$100万ドルの賞金をFast Adaptable Next-Generation Ground Vehicle (FANG) Mobility/Drivetrain チャレンジの勝者としてオハイオとテキサスとカリフォルニアの3人に与えた。グランドシステムはの提出した最終的な設計は必要な性能と製造の難易度を測定して最高得点を獲得した。最初のFANGチャレンジは2013年1月14日に始まり、1,000人以上の参加者が200以上のチームでMETA設計ツールが使用され、Adaptive Vehicle Make英語版 コラボレーションパターンが1000種類の潜在的な移動手段とドライブトレーンのサブシステムの設計とシミュレーションのためにテネシー州ナッシュビルヴァンダービルト大学で開発された。FANGプログラムの目標は専用に開発されたMETA設計ツール、モデルライブラリーとVehicleFORGE プラットホームの試験である。[16]

技術[編集]

2005年のスタンフォードのコンピュータビジョン機械学習コンポーネントの技術論文とソースコードは公開されている。[17][18]

2007年のアーバンチャレンジのチームは、センサデータの解釈、計画、および実行のためにまざまなソフトウェアとハ​​ードウェアの組み合わせを採用した。:

チーム 言語 OS ハードウェア 脚注
コーネル大学 C, C++, C# Microsoft Windows XP 17台のデュアルコアサーバー 改良型のベイズ推定によって計画する。2008年にコーネル大学はApache ライセンス 2.0の下で全てのソースコードを公開した。[19]
Insight Racing Linux Mac mini 低電力で発熱が少ない状態で数台のMac Miniを直流電源で動かした。
Team Case 大部分はLabVIEW, いくつかはC++ とMATLAB Windows XP 5台のMac mini, 2 NI PXI's, CompactRIO SSDを備えた数台のMac Miniを直流電源で作動。PXIはセンサーのインターフェース用。 CompactRIOはリアルタイム車両制御装置用。人間工学に基づいたソフトウェアアーキテクチャ
Team Gray GrayMatter, Inc. AVS 他のチームよりも小型であると考えられる組み込みシステムを採用。[20][21] 同様にシステムは他のセンサーを拡張可能になっている。[22]
Team LUX Windows XP 組み込み版のXP
Team Jefferson Java Solaris (Java RTS), Linux (Java SE) マイクロコントローラと Sun SPOT (Java ME) Perrone Robotics' MAX ロボティックス プラットホームをSun Microsystems' Java RTS/SE/ME上で実行
Team Ben Franklin MATLAB
Sting Racing Java Linux
VictorTango C++ とLabVIEWを併用 Windows と Linux フィニッシャーの追加JAUS, フィニッシャーのみで Velodyne センサーは使用せず
Team Gator Nation (CIMAR) C, C++, and C# Windows, Fedora (Linux) JAUS プロトコルを備えてシステム通信
MIT C Linux 40 コアを備えたクラスタ ロボットのミドルウェアライブラリーは軽量通信と Marshaling (LCM) [3] はMITの車両用に開発された。
Austin Robot Technology C++ ソフトウェアはテキサス大学オースティン校の学部生によって開発された。開発環境としてPlayer Projectが使用された。
Tartan Racing (優勝)[23] C++ Linux 自動計画、モーション プランニング、挙動生成、承認とワールドモデリングとメカトロニクスを備えた階層化制御システム[24]

脚注[編集]

  1. ^ Welcome
  2. ^ DARPA Grand Challenge Winner: Stanley the Robot!”. ポピュラーメカニクス. 2010年4月12日閲覧。
  3. ^ "The contest, called the Grand Challenge and sponsored by the Defense Advanced Research Projects Agency, or Darpa, featured both robot collisions and robot traffic jams." John Markoff (2007年11月5日). “Crashes and Traffic Jams in Military Test of Robotic Vehicles”. New York Times. 2008年12月7日閲覧。
  4. ^ Urban Challenge 2008 Archive
  5. ^ Team Jefferson 2007 DARPA Urban Challenge Debrief”. Team Jefferson. 2010年閲覧。...
  6. ^ Urban Challenge — Archived as of April 2008
  7. ^ a b Carnegie Takes First in DARPA's Urban Challenge | Danger Room from Wired.com
  8. ^ First-Place Finish - Carnegie Mellon University
  9. ^ Stanford Racing Team
  10. ^ ヴァージニア工科大学の32番という数字は2007年4月16日に起きたバージニア工科大学銃乱射事件で犠牲となった32人に由来する。[1].
  11. ^ Contact
  12. ^ http://archive.darpa.mil/grandchallenge/docs/PR_UC_Announce_Update_12_06.pdf
  13. ^ DARPA ROBOTICS CHALLENGE (DRC)
  14. ^ Sole Source Intent Notice for Humanoid Robot Systems for the DARPA Robotics Challenge Program
  15. ^ Defense.gov: Contracts for Monday, August 13, 2012
  16. ^ DARPA Announces Winner of the First FANG Challenge, April 22, 2013
  17. ^ 2005 DARPA Grand Challenge Source Code”. 2014年閲覧。...
  18. ^ Bob Davies and Rainer Lienhart. Using Cart to Segment Road Images. Universität Augsburg. Retrieved 2014. 
  19. ^ Source code to Cornell's DARPA Urban Challenge Vehicle
  20. ^ GrayMatter, Inc AVS
  21. ^ Other teams competing in 2007 Urban Challenge
  22. ^ GrayMatter Inc AVS allowing the adding of other sensors and types thereof
  23. ^ [2] Tartan Racing team description
  24. ^ Urmson, C. et al., Tartan Racing: A Multi-Modal Approach to the DARPA Urban Challenge 2007, page 4

外部リンク[編集]

報道関係[編集]

いくつかの賞[編集]