DARPA的下一個挑戰：艱苦的地下之旅

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DARPA地下挑戰賽的意圖並不是發現完美的地下救援機器人。能找到當然很好，但大賽更重要的目的是通過讓機器人在地球最惡劣的環境下行進，提高機器人的自主性。

我不能坐在這裡保證你有一天機器人不會取代你的工作——資本主義在某種程度上有自動化的成分。我可以告訴你的是，在不久的將來，機器人將做沒人想做的工作。例如，在礦難後冒著生命危險進行救援活動。

這就是為什麼DARPA將其下一個機器人挑戰賽轉入地下——「地下挑戰賽」。如果你對DARPA沒什麼印象，簡單解釋下，就是那個舉辦Grand Challenge（無人車挑戰賽）和Robotics Challenge（機器人挑戰賽）的那個機構。現在，DARPA開始號召研究人員自主探索地球內部。

周五，在加州大學伯克利分校的機器人會議上，DARPA為一群潛在參賽者提供了一些線索，讓他們了解到，在明年挑戰開始時，他們的機器人可能面臨的考驗。

這項挑戰將由三個獨特的環境組成。在第一輪，機器人將穿過隧道，6個月後進入地下城市環境，6個月後出現洞穴。在此後的一年裡，團隊將開展包含這三個環境的賽程。儘管DARPA給「開展」下了一個比較寬泛的定義：團隊既可以真正地將機器人做出來，也可以只是設計一個模擬的洞穴探測器。

DARPA並沒有給團隊提供具體的任務，例如，在機器人挑戰賽中，機器人必須在為人類設計的環境中攀越，旋轉閥門，爬樓梯，甚至操縱手推車。但很明顯，他們將不得不面對地下挑戰賽中一些險峻的地形，並自主地進行。畢竟，地下環境的連通性是參差不齊的。

DARPA項目經理Timothy Chung說：「如果我要穿過城市環境中的隧道，去旋轉門和自動扶梯，不用手和膝蓋的話，我如何跨越這些環境中的所有挑戰？」

答案是，用想像力。機器人可能需要爬一段樓梯，穿越洞穴里狹窄的空間，碰到污泥甚至瀑布。這意味著，機器人將面臨多種多樣的挑戰，沒有一種會佔據統治地位。

以在Darpa機器人挑戰賽中發生的情況為例。機器人必須完成人的任務，所以團隊很自然地採用了類人設計。但傳統的類人設計並不都能行得通。例如，卡內基梅隆大學就部署了一種叫黑猩猩的類人機器人，這個機器人的四肢不是用來走路而是來滾動的。這給了它額外的穩定性。如果你是在迷幻劑的影響下，RoboSimian（NASA的機器人）看起來就像一個人。

所以，這個挑戰賽獲勝的機器人可能與你所期望的大相徑庭。

一個四軸飛行器在一個人造開放環境中可能會做得很好，但它很快會撞上緊閉洞穴的牆壁。履帶式車輛在隧道里可能能很好地工作，但會被卡在狹窄的空間里。我敢打賭，你會看到不止一個由濕軟的材料而非金屬製成的所謂的「軟體機器人」。一些機器人原型會膨脹並伸長，這將有利於其進入山洞中的狹窄空間。

並且，團隊不會局限於設計像DARPA機器人挑戰賽中那種單個的、非常昂貴的機器人，更可能的是設計一個機器人團。因此，競爭者可能會開發一種用於勘探的軟體機器人，並將其與笨重的履帶車輛配對，用激光構建地形圖。或者，就像機器人專家已經在其他地方開發的一樣：一輛搭載無人機的履帶車。

在這三場比賽和決賽之間的時間如此之短，團隊將不得不事先籌備，而不是事後反應。「我們的想法是，在這短短的六個月里，你不可能回到設計階段，」Timothy Chung表示，「你應該提前考慮好某些解決方案。」

但外形設計只是挑戰的開始。這些機器人可能需要建立一個特定解析度的地圖，或者搜索人員或氣體泄漏。「之所以如此困難，不只是因為地勢險峻，也不只是因為沒有全球定位系統。」Timothy Chung說。有時會沒有光，而機器人發出的光也可能從發亮的表面反射回來，混淆感測器。「事實證明，在地下環境，灰塵的確會對雷達和激光雷達產生影響。」

並且，機器人可能也需要一些來自地表的機器的幫助。「DARPA地下機器人挑戰賽所需要的不僅僅是機器人，」Timothy Chung說。還需要更強大的技術，比如能在地面繪製洞穴地形的探地雷達。

當然，挑戰賽也有路徑模擬。參賽者將利用Open Robotics公司的軟體創建地下環境，該公司也為世界各地的機器人提供操作系統。參賽團隊將為每個「理論」上的機器人編寫自己的控制項（如果他們願意的話，可能會有幾十台機器——想想一群機器人蟑螂），與模擬環境互動，然後提交給組織者在雲端進行測試。

Open Robotics首席執行官Brian Gerkey說：「只要我們有創造環境的能力和運行它們的計算機資源，我們可以設置幾乎無限的測試集來運行團隊的代碼。」所以他們選擇測試先進的機器人，而非耗費巨資研發。（並不是說這些團隊都是廉價的模擬器，在他們探索現實世界之前，這是訓練機器人的關鍵方法，而這項挑戰無疑將推動這一領域的發展。）

地下挑戰賽的意圖並不是讓DARPA發現完美的地下救援機器人。能找到當然很好，但大賽更重要的目的是通過讓機器人在地球最惡劣的環境下運行，提高機器人的自主性。

畢竟，DARPA機器人挑戰賽也沒有製造出適合每家每戶的人形機器人，但它確實對於兩足機器人運動和操作的研究起到了巨大推動作用。10多年前，DARPA Grand Challenge並沒有為世界帶來一個功能齊全的機器人，但它確實激發了測試車在舊金山和匹茲堡這樣的城市裡穿梭的技術。即使競爭中的原始代碼不能驅動今天的自動駕駛汽車技術，鍾說，「過去10年中，文化、經驗和知識庫都有所增長。」

也許地下挑戰賽也會產生同樣的影響。可能並非所有的機器人都能成功走出深淵，但它們肯定比我們這些血肉之軀厲害。

編譯丨IITE

選自丨WIRED

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