DARPA這次要挖地三尺，發起「地表之下」機器人挑戰賽

人類的足跡遍布大山大河，但是地表之下卻鮮少有人問津。也別說沒有，礦工不就在地下工作嘛，還有一些地下工程也需要人員參與。

但問題是我們還沒有完善的地下導航系統，工人出了事誰去救也是個問題。

為此，去年美國國防部高級研究計劃局（DARPA）發起了「地表之下挑戰賽」（SubT Challenge），目的是為促使全球參賽者們研發出幫助人類在地下導航、繪圖以及搜尋的系統。

DARPA機器人挑戰賽

DARPA 機器人挑戰賽（DARPA Robotics Challenge）2012 年啟動的。起因是震驚全世界的日本 Fukushima 海嘯，海嘯沖毀了 Fukushima 核電站，污染了附近水域，給救援增加了難度。

當時日本政府迫切需要能代替人類去搜索救援的機器人，因為核輻射廢墟環境對人體的危害相當大。

後來日本機器人界只得請求外援，他們求助於美國德克薩斯奧斯汀分校的Robin Murphy 教授的專家團隊，協商過後，Robin 教授帶了一幫國際機器人專家和機器人奔赴日本解決問題。

Robin 教授是救災機器人領域的專家，她曾發明救援機器人參與911事件後的機器人救援，並因此而名聲大振。

日本這次海嘯是促成 DARPA 機器人挑戰賽的最主要因素，加之近年來世界上災害頻發，所以國際社會迫切需要能參與救援的機器人，就這樣，這個挑戰賽便開啟了。

一般情況下，DRC 從啟動到最終決賽，歷時將近三年時間（流程見下圖），花費資金估計不到五千萬美金。

DARPA「地表之下挑戰賽」

此次挑戰賽於 2017 年啟動，決賽時間定在 2021 年，申請截止日期是 2018 年 1 月 18 日，最終獲勝團隊將獲得 200 萬美元獎金。

這次大賽為挑戰者們設置了三種特殊環境。第一個是穿越隧道，第二個是穿越城市地下為期 6 個月，第三個是穿越洞穴為期同樣 6 個月。

DARPA 沒有給團隊布置具體任務，但是從設置的挑戰環境可以看出，機器人必須得具備一些本領，比如自主處理複雜地形，旋轉閥門和爬樓梯等等。

參賽團隊可以在兩種路徑中二選一：一是系統路徑——為一個體能課程研發基於硬體的解決方案；二是虛擬路徑——研發軟體在模擬課程上進行測試。

DARPA 在聲明中表示，全球參賽團隊應想方設法提出方案，幫助人們在未知且兇險的地下環境定位和導航。在這些地方，時間至關重要。

不管是隧道、城市地下抑或是山洞，其環境都具有多變性。比如在山洞中還可能遇上瀑布，這時候就很考研機器人的技能了。

那麼機器人該設計成什麼樣呢？你肯定希望是人形的，因為那樣看起來才酷嘛，但問題是人形機器人並不適合本次的挑戰環境，它們太笨拙了。

四軸飛行器或是履帶式車輛？也有可能，不過還得考慮一個問題，要是它們被卡在山洞裡怎麼辦？

所以分析看來，軟體機器人最合適不過了，它們身體柔軟，很適合這種狹窄密閉的環境。如果碰到很窄的山洞，擠一擠就過去了。

參加挑戰賽的團隊肯定不止一個了，2015 年那場 DARPA 機器人挑戰賽就有 25 支隊伍參與決賽，他們來自美國、德國、義大利、韓國、日本和中國。

這次挑戰賽的最終參賽團隊還未透露，不過估計也不能少。或許在大賽上我們會看到一個挑戰團隊帶來了一種用於探索的軟機器，並將其與履帶車輛結合，用激光構建地圖。

不過研發這種機器人難度是很大的，地下環境里不但沒有 GPS，有時候還會沒有光，而且有大量灰塵，會影響到激光雷達的工作。

具體怎樣操作呢？其實研究團隊們也一直在思索這個問題，一位研究員表示，要想贏得這場勝利，就必須充分測驗參賽機器人。

也就是說在地面上模擬地下比賽環境，然後對機器人進行測試，讓機器人在測試中學習，研究員也可以在測試中發現不足並家意改進。

對此，一家名為 Open Robotics 的公司為參賽團隊設計了地面測試系統，其CEO Brian Gerkey 說:「我們會充分利用計算資源建立一組無限的實驗」。

但要知道，進行地面模擬測試需要花費大筆資金，有時候這筆資金甚至會超過研發機器人所花的錢。

但是，這很值得，因為如果可以研發出一個完美的救援機器人，那麼它就可以代替人類去一些危險場合實施救援。

這場挑戰賽會成為靈感迸發的推進劑，讓各國團隊腦洞大開，同時也促進了彼此間的學習和交流，有利於推進技術的進步。

DARPA 戰術技術辦公室理事弗瑞德·肯尼迪認為，鑒於機器人、生物系統和自動化系統的研發日新月異，目前已到達關鍵節點，研製出上述地下環境感知系統並非遙不可及。

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