I ett stort europeiskt forskningsprojekt har svenska forskare från KTH varit med och utvecklat ett nytt sätt att styra robotar som används av brandmän, poliser och militär vid katastrofer som bränder, jordbävningar och krig. Forskarna har lånat sättet att styra robotarna från tv-spel som Far Cry och Call of Duty.

Det finns tyvärr många katastrofer som är förenade med livsfara för olika professioner att ingripa i och rädda liv. Det kan handla om jordbävningar, bränder eller översvämningar, men också olyckor på kärnkraftverk eller andra haverier.
– Brandrobot eller räddningsrobot är väl två ganska bra benämningar, men robotarna kan också byggas vattentäta och detta område gränsar omgående mot produktkategorier som bombrobotar som rensar bort minor eller sprängladdningar, säger Petter Ögren, universitetslektor vid avdelningen för datorseende och robotik på KTH.
När han förklarat vilka användningsområden de robotar som han och kollegorna jobbar med har, går han över till att berätta om hur dessa fungerar och styrs.
– Robotar som man använder för sådana här uppdrag har en kontrollenhet med en skärm där en videoström från en kamera på roboten visas. Roboten är där det är farligt, den som styr är utom fara.
Han forsätter med att berätta att sådana här uppdrag nästan alltid är tidskritiska.
– Tiden är en bristvara oavsett om det brinner i ett hus, en bomb ska desarmeras, människor ligger skadade eller ett avspärrat område väntar på att bli öppnat för allmänheten igen så att de kan ta sig hem eller till jobbet. Och det som tar tid, det är för robotoperatören att skaffa sig en lägesbild.
På engelska kallas det för Situation awareness. Det gäller att operatören kan skapa sig en mental bild av hur huset ser ut så att hon eller han vet i vilka rum vederbörande varit, eller när det är dags att åka upp för trappen till nästa våning.
För att skaffa en så bra lägesbild som möjligt så har roboten olika sensorer som till exempel kameror. Men att sköta både styrning av robot och kamera kräver rätt mycket av en operatör. Ju bättre styrning, desto bättre lägesbild och därmed också möjlighet att hjälpa till i tidskritiska situationer.
Det är här som det nya forskningsresultatet kommer in i bilden. Petter Ögren och de andra forskarna har kommit underfund med ett bättre sätt att styra robotarna än det som finns i dagsläget.
– Ofta styr man en robot av den här typen med en gamepad, liknande den man har till en Xbox eller Playstation. Det klassiska sättet att styra en robot kallas "Tank control", där styr en spak larvbanden på roboten, framåt/bakåt och rotation vänster/höger. Den andra spaken styr kameran, titta upp/ned och vänster/höger. Spakarna är alltså kopplade till olika delar av hårdvaran: larvbanden respektive kameramotorn.
Det nya sättet att styra kallas "Free look control" och används i dataspel, som Far Cry, Call of Duty och Halo. Nu är kamerariktningen och rörelseriktningen frikopplade från varandra, därav "Free look", och alla rörelsekommandon tolkas relativt kamerariktningen.
Även nu styr den ena spaken kamerans riktning, upp/ned och vänster/höger. Den andra spaken däremot, styr nu kamerans rörelse framåt/bakåt och höger/vänster. De olika spakarna styr nu olika sorters rörelserotation respektive translation, istället för olika delar av hårdvaran.
– Roboten kommer härmed att till exempel kunna röra sig vinkelrätt mot tittriktningen, "strafe:a" på datorspelsspråk, vilket är ett naturligare sätt att styra roboten på, särskilt vid sökuppdrag, i jämförelse med Tank control.
Han fortsätter med att berätta att utvecklingen är naturlig. När datorspelet Wolfenstein 3D släpptes 1992 så var det Tank control som gällde. Quake släpptes fyra år senare, och då fanns båda sätten att styra inkluderade, men Tank control var det som var förinställt. Cirka 1,5 senare var det dags för Quake II, också med både Tank control och Free look control, dock med det senare som förvalt. Därmed var det gamla sättet att styra historia.
Hur vet ni då att Free look control är det bättre sättet av de två att använda?
– Vi har genomfört en användarstudie med 16 personer. Under två minuter har de fått göra ett sökuppdrag med räddningsroboten där de ska hitta så många markeringar som möjligt i en miljö. Med det gamla sättet hittade man i snitt 4,5 markeringar, med det nya mer än 6 markeringar. Vidare föredrog 12 personer Free look control medan 4 gillade Tank controll bäst.
Petter Ögren tillägger att med tanke på att allt fler växer upp med tv- och dataspel så blir det nya sättet att styra robotarna mer naturligt för allt fler robotoperatörer. Man kan placera handkontrollen i händerna på en operatör, till exempel en brandman, och säga att styrningen fungerar som Call of Duty.
Nästa steg i forskningsarbetet blir att försöka inkludera en robotarm till det nya sättet att styra.
– Vi är på väg att sätta armar på dessa räddningsrobotar. Brandmän vill ju typiskt ta olika prover med sina robotar, till exempel doppa en tops i vatten för att se om man har en läckage av klor.
Forskningsarbetet sker inom ramen för EU-projektet TRADR som ingår i sjunde ramprogrammet, FP7. Forskare från Sverige, Tyskland, Schweiz, Holland och Italien har ingår i projektet.

Filed under: SvenskTeknik