Hvordan kan denne roboten hjelpe Forsvaret?

Det sies at hunden er menneskets beste venn. Kan en robothund bli soldatens beste venn?

Før forskerne kan begynne å modifisere roboten må de bli kjent med hvordan den beveger seg i ulike miljøer. Her er den på en av sine første prøveturer inne på FFI.

DUNK, DUNK, DUNK, DUNK! Noe tungt og kantene stavrer seg opp en trapp inne hos Forsvarets forskningsinstitutt. Hakk i hel følger forsker og «robotdoktor» Tønnes Frostad Nygaard.

– Vi har døpt denne roboten Freke, etter den ene av Odins ulver i norrøn mytologi, forteller Nygaard.

– Noen kilder mener Freke ble sendt ut i verden for å hente nyheter til Odin. Omtrent sånn tenker vi at Forsvaret kan bruke denne typen firbente roboter.

Tønnes Frostad Nygaard har doktorgrad på firbente roboter. Nå jobber han ved Forsvarets forskningsinstitutt for å finne ut hvordan soldater kan samarbeid med maskiner.

Tønnes tilhører en gruppe forskere ved FFI som jobber med kunstig intelligens, sensorteknologi og hvordan soldater kan samarbeide med maskiner. I vinter har de kjøpt den firbeinte roboten Spot fra Boston Dynamics via den norske importøren Bertel O. Steen Defence & Security. I motsetning til de andre dingsene teamet så langt har laget eller skaffet seg, er en slik firebent robot også egnet for innendørs bruk.

–­ Vi har allerede jobbet en del med droner og ubemannede kjøretøyer, som kan sendes ut for å gi soldater livsviktig informasjon om omgivelsene og hvor det finnes fiender. Vi ser for oss at Freke for eksempel kan sitte på med en ubemannet beltevogn, og bevege seg inn i hus og andre steder der droner og beltevogner ikke kommer til, sier Nygaard.

Skal gjøre roboten mer selvstendig

Roboten har kameraer innebygd på alle fire sider for å unngå at den kolliderer. I tillegg har forskerne kjøpt inn en del ekstrautstyr. Blant annet et pan-tilt-zoom kamera som gjør at du kan filme 360 grader rundt roboten, og en lidar, som måler avstanden til objektene rundt roboten med lys. Lidaren og kameraene kan brukes til å lage et 3D-bilde av rommene Freke beveger seg gjennom. 

Så langt er denne roboten blant annet tatt i bruk offshore av AkerBP, for å patruljere oljeinstallasjoner, og av det amerikanske politiet, for å sjekke ut situasjonen i mulige farlige hus og åsteder.

Roboten er i utgangspunktet fjernstyrt, men kan læres opp til å gå enkle ruter på egen hånd. Forskernes plan er å gjøre den mer selvstendig. FFI har utviklet et rammeverk for autonomi som allerede brukes på droner, kjøretøyer og miniubåter.

– Når vi er blitt bedre kjent med Freke, starter jobben med å koble den opp mot våre algoritmer, og bruke informasjonen roboten henter inn sammen med informasjonen fra dronene og de andre delen av systemet. Målet er at Freke skal delta i demonstrasjon og øvelser sammen med soldater og andre ubemannede plattformer i løpet av 2021, forteller forskningsleder Lorns Harald Bakstad ved FFI.

Rena-1_web
Tønnes Frostad Nygaard (t.v.) og FFI-kollega David Kolden i dyp konsentrasjon før en demonstrasjon på Rena høsten 2020.

Men i første omgang tester forskerne altså yteevnen til maskinen: hvordan den beveger seg i ulike bygninger og under ulike forhold. Det betyr å sende roboten inn i trange ganger og trapper, og over stokk og stein, bokstavelig talt. Helt lydløst går det jo ikke for seg.

– Vi har faktisk fått et par klager, men de fleste er bare veldig nysgjerrige på hva vi holder på med, sier Nygaard.

Robottesting i Australia

Nygaard begynte ved FFI sommeren 2020 og forsvarte sin doktorgrad om firbente roboter så sent som oktober 2020. 

– Jeg ville drive med teknologi, data og informatikk, samtidig ville jeg drive med noe som var praktisk og fysisk. Da var robotikk et godt valg, forklarer han.

Forsker Tønnes Frostad Nygaard med roboten han bygget i forbindelse med sin doktograd.
Tønnes med roboten han bygget i forbindelse med sin doktograd. Bildet er tatt under oppholdet hos CSIRO i Australia.

Etter å ha skrevet masteroppgave om seksbente roboter, valgte Nygaard å gjøre det litt vanskeligere for seg selv i doktorgraden. Den handlet om hvordan firbeinte roboter kan bevege seg mer effektivt ved å tilpasse lengden på beina mens de går.

– Det er vanskeligere for firbente enn for seksbente roboter å holde balansen. Samtidig har firbente noen fordeler. Jo færre bein, jo mer energieffektivt beveger de seg. Det øker utholdenheten og batteritiden, forklarer Nygaard.

Han bygde og programmerte sin egen robot for å teste det ut i praksis. Som en del av doktorgraden var han et halvår i Australia, ved The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Australias svar på Sintef.

– Jeg dro dit fordi de har et miljø som er gode på hvordan roboter kan tilpasse seg ulike miljøer. Da gikk vi i australsk natur, midt på sommeren i solsteiken, og testet det på gress, småstein, sand og det vi kom over. 

Tønnes brukte evolusjonære algoritmer for å lage en programvare der roboten selv fant ut hvilken metode og benlengde som var mest hensiktsmessig.

– Hvis roboten selv klarer å tilpasse dette, blir den mer anvendelig og effektiv. Vi testet det i labben og i ulike miljøer. På hardt underlag med god friksjon kunne roboten ha lange ben, ta lange skritt og gå ganske fort. På glattere og mer utfordrende underlag passet det best med kortere bein. 

OR4A6364
FFI-forskernes nye firbente "leketøy" er utviklet hos Boston Dynamics. I Norge er det Bertel O. Steen Defence & Security som har salgsrettighetene til roboten.