O DARPA Grand Challenge 2005 foi a segunda edição de uma competição com prêmios para veículos autônomos americanos, financiada pela Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), uma proeminente organização de pesquisa do Departamento de Defesa dos Estados Unidos. O evento ocorreu em 8 de outubro de 2005, no Deserto de Mojave, com um percurso de 212 quilômetros (132 milhas). A inscrição da Universidade de Stanford, um Volkswagen Touareg modificado chamado Stanley, completou o percurso em 6 horas e 54 minutos, ganhando o prêmio de US$ 2 milhões. A competição visava estimular o desenvolvimento de veículos terrestres totalmente autônomos capazes de navegar por terreno off-road substancial em um tempo limitado, com base no primeiro Grand Challenge em 2004, onde nenhum veículo terminou o percurso.
Histórico e Contexto
Veículos totalmente autônomos eram uma busca internacional há décadas, com esforços no Japão começando em 1977, na Alemanha (Ernst Dickmanns e o veículo VaMP), na Itália (o Projeto ARGO), na União Europeia (Projeto EUREKA Prometheus) e nos Estados Unidos. A DARPA havia financiado o desenvolvimento inicial de robôs autônomos, incluindo o projeto Shakey the Robot no Stanford Research Institute (agora SRI International) a partir de 1966, e posteriormente o Autonomous Land Vehicle e o Navlab sob a Strategic Computing Initiative nos anos 1980. O Grand Challenge foi a primeira competição de longa distância para carros sem motorista em todo o mundo, diferindo das abordagens comerciais ou de pesquisa acadêmica. O Congresso dos EUA autorizou a DARPA a oferecer prêmios em dinheiro, inicialmente US$ 1 milhão para o primeiro evento, com o objetivo final de tornar um terço das forças militares terrestres autônomas até 2015. Após o evento de 2004, o diretor da DARPA, Dr. Tony Tether, aumentou o prêmio para US$ 2 milhões para a corrida de 2005.
A competição era aberta a equipes de todo o mundo, desde que pelo menos um cidadão americano estivesse na lista. Os participantes vinham de escolas de ensino médio, universidades, empresas e outras organizações. No primeiro ano, mais de 100 equipes se registraram; no segundo ano, 195 equipes de 36 estados dos EUA e 4 países estrangeiros entraram.
Grand Challenge de 2004
O primeiro DARPA Grand Challenge foi realizado em 13 de março de 2004, no Deserto de Mojave, ao longo de um percurso de 150 milhas (240 km) seguindo a Interstate 15 de perto de Barstow, Califórnia, até logo após a fronteira Califórnia–Nevada em Primm. Nenhum dos veículos robôs terminou o percurso. A Red Team da Universidade Carnegie Mellon, com seu Humvee convertido chamado Sandstorm, viajou mais longe, completando 11,78 km (7,32 milhas) antes de ficar preso em uma rocha após uma curva em zigue-zague. Nenhum vencedor foi declarado, e o prêmio em dinheiro não foi concedido, levando a um segundo evento em 2005.
Percurso e Desafios da Corrida de 2005
O percurso de 2005 começou às 6h40 da manhã em 8 de outubro de 2005. Todos, exceto um dos 23 finalistas, superaram a distância de 11,78 km alcançada pelo melhor veículo de 2004. O percurso incluía três túneis estreitos e mais de 100 curvas fechadas à esquerda e à direita, concluindo através do Beer Bottle Pass, uma passagem de montanha sinuosa com uma queda abrupta de um lado e uma face rochosa do outro. Embora o percurso de 2004 exigisse mais ganho de elevação e tivesse zigue-zagues muito fechados em Daggett Ridge, o percurso de 2005 tinha muito menos curvas e estradas geralmente mais largas, mas seus desafios técnicos eram significativos.
Cinco veículos completaram com sucesso o percurso de 132 milhas. O Stanley de Stanford terminou em primeiro, seguido pelo Sandstorm e H1ghlander da Carnegie Mellon, a inscrição da Gray Team de Nova Orleans, e o Terramax, um caminhão de 30.000 libras da Oshkosh Truck, que terminou no segundo dia após ficar ocioso durante a noite no percurso. A corrida apresentou uma rivalidade natural entre Sebastian Thrun de Stanford, ex-membro da faculdade da Carnegie Mellon, e Red Whittaker da Carnegie Mellon. Problemas mecânicos atormentaram o H1ghlander antes que o Stanley o ultrapassasse. A participação da Gray Team foi notável, pois a equipe foi afetada pelo Furacão Katrina semanas antes da corrida.
Urban Challenge de 2007 e Legado
O terceiro DARPA Grand Challenge, conhecido como Urban Challenge, ocorreu em 3 de novembro de 2007, na antiga George Air Force Base (agora Southern California Logistics Airport) em Victorville, Califórnia. O percurso era uma rota de área urbana de 96 km (60 milhas) a ser completada em menos de 6 horas, exigindo conformidade com as regulamentações de trânsito, negociação com outros veículos e obstáculos, e integração ao tráfego. Os competidores foram divididos em Track A e Track B, com as equipes da Track A recebendo US$ 1 milhão em financiamento; estas representavam em grande parte grandes universidades e corporações, incluindo Carnegie Mellon com General Motors (Tartan Racing), Stanford com Volkswagen, Virginia Tech com TORC Robotics, Oshkosh Truck, Honeywell, Raytheon, Caltech, Autonomous Solutions, Cornell University e MIT. O Golem Group foi uma das poucas inscrições independentes da Track A. As equipes receberam mapas esparsos de waypoints, e algumas, como a Tartan Racing, os aprimoraram com waypoints extrapolados adicionais.
O Grand Challenge de 2005 demonstrou progresso significativo na tecnologia de veículos autônomos, com cinco veículos completando o percurso em comparação com nenhum em 2004. Ele abriu caminho para desafios subsequentes da DARPA, incluindo o Urban Challenge de 2007, o Robotics Challenge de 2012 e o Subterranean Challenge, que se concentraram em robôs autônomos de manutenção de emergência e exploração subterrânea. O evento contribuiu para o desenvolvimento de tecnologias agora usadas em sistemas autônomos modernos, incluindo abordagens de inteligência artificial e aprendizado de máquina, e influenciou esforços comerciais posteriores, como Waymo e piloto automático da Tesla. O sucesso do Stanley, desenvolvido no Stanford AI Lab, destacou o papel da pesquisa acadêmica no avanço do campo.