DARPA的下一个挑战：艰苦的地下之旅

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DARPA地下挑战赛的意图并不是发现完美的地下救援机器人。能找到当然很好，但大赛更重要的目的是通过让机器人在地球最恶劣的环境下行进，提高机器人的自主性。

我不能坐在这里保证你有一天机器人不会取代你的工作——资本主义在某种程度上有自动化的成分。我可以告诉你的是，在不久的将来，机器人将做没人想做的工作。例如，在矿难后冒着生命危险进行救援活动。

这就是为什么DARPA将其下一个机器人挑战赛转入地下——“地下挑战赛”。如果你对DARPA没什么印象，简单解释下，就是那个举办Grand Challenge（无人车挑战赛）和Robotics Challenge（机器人挑战赛）的那个机构。现在，DARPA开始号召研究人员自主探索地球内部。

周五，在加州大学伯克利分校的机器人会议上，DARPA为一群潜在参赛者提供了一些线索，让他们了解到，在明年挑战开始时，他们的机器人可能面临的考验。

这项挑战将由三个独特的环境组成。在第一轮，机器人将穿过隧道，6个月后进入地下城市环境，6个月后出现洞穴。在此后的一年里，团队将开展包含这三个环境的赛程。尽管DARPA给“开展”下了一个比较宽泛的定义：团队既可以真正地将机器人做出来，也可以只是设计一个模拟的洞穴探测器。

DARPA并没有给团队提供具体的任务，例如，在机器人挑战赛中，机器人必须在为人类设计的环境中攀越，旋转阀门，爬楼梯，甚至操纵手推车。但很明显，他们将不得不面对地下挑战赛中一些险峻的地形，并自主地进行。毕竟，地下环境的连通性是参差不齐的。

DARPA项目经理Timothy Chung说：“如果我要穿过城市环境中的隧道，去旋转门和自动扶梯，不用手和膝盖的话，我如何跨越这些环境中的所有挑战？”

答案是，用想象力。机器人可能需要爬一段楼梯，穿越洞穴里狭窄的空间，碰到污泥甚至瀑布。这意味着，机器人将面临多种多样的挑战，没有一种会占据统治地位。

以在Darpa机器人挑战赛中发生的情况为例。机器人必须完成人的任务，所以团队很自然地采用了类人设计。但传统的类人设计并不都能行得通。例如，卡内基梅隆大学就部署了一种叫黑猩猩的类人机器人，这个机器人的四肢不是用来走路而是来滚动的。这给了它额外的稳定性。如果你是在迷幻剂的影响下，RoboSimian（NASA的机器人）看起来就像一个人。

所以，这个挑战赛获胜的机器人可能与你所期望的大相径庭。

一个四轴飞行器在一个人造开放环境中可能会做得很好，但它很快会撞上紧闭洞穴的墙壁。履带式车辆在隧道里可能能很好地工作，但会被卡在狭窄的空间里。我敢打赌，你会看到不止一个由湿软的材料而非金属制成的所谓的“软体机器人”。一些机器人原型会膨胀并伸长，这将有利于其进入山洞中的狭窄空间。

并且，团队不会局限于设计像DARPA机器人挑战赛中那种单个的、非常昂贵的机器人，更可能的是设计一个机器人团。因此，竞争者可能会开发一种用于勘探的软体机器人，并将其与笨重的履带车辆配对，用激光构建地形图。或者，就像机器人专家已经在其他地方开发的一样：一辆搭载无人机的履带车。

在这三场比赛和决赛之间的时间如此之短，团队将不得不事先筹备，而不是事后反应。“我们的想法是，在这短短的六个月里，你不可能回到设计阶段，”Timothy Chung表示，“你应该提前考虑好某些解决方案。”

但外形设计只是挑战的开始。这些机器人可能需要建立一个特定分辨率的地图，或者搜索人员或气体泄漏。“之所以如此困难，不只是因为地势险峻，也不只是因为没有全球定位系统。”Timothy Chung说。有时会没有光，而机器人发出的光也可能从发亮的表面反射回来，混淆传感器。“事实证明，在地下环境，灰尘的确会对雷达和激光雷达产生影响。”

并且，机器人可能也需要一些来自地表的机器的帮助。“DARPA地下机器人挑战赛所需要的不仅仅是机器人，”Timothy Chung说。还需要更强大的技术，比如能在地面绘制洞穴地形的探地雷达。

当然，挑战赛也有路径模拟。参赛者将利用Open Robotics公司的软件创建地下环境，该公司也为世界各地的机器人提供操作系统。参赛团队将为每个“理论”上的机器人编写自己的控件（如果他们愿意的话，可能会有几十台机器——想想一群机器人蟑螂），与模拟环境互动，然后提交给组织者在云端进行测试。

Open Robotics首席执行官Brian Gerkey说：“只要我们有创造环境的能力和运行它们的计算机资源，我们可以设置几乎无限的测试集来运行团队的代码。”所以他们选择测试先进的机器人，而非耗费巨资研发。（并不是说这些团队都是廉价的模拟器，在他们探索现实世界之前，这是训练机器人的关键方法，而这项挑战无疑将推动这一领域的发展。）

地下挑战赛的意图并不是让DARPA发现完美的地下救援机器人。能找到当然很好，但大赛更重要的目的是通过让机器人在地球最恶劣的环境下运行，提高机器人的自主性。

毕竟，DARPA机器人挑战赛也没有制造出适合每家每户的人形机器人，但它确实对于两足机器人运动和操作的研究起到了巨大推动作用。10多年前，DARPA Grand Challenge并没有为世界带来一个功能齐全的机器人，但它确实激发了测试车在旧金山和匹兹堡这样的城市里穿梭的技术。即使竞争中的原始代码不能驱动今天的自动驾驶汽车技术，钟说，“过去10年中，文化、经验和知识库都有所增长。”

也许地下挑战赛也会产生同样的影响。可能并非所有的机器人都能成功走出深渊，但它们肯定比我们这些血肉之躯厉害。

编译丨IITE

选自丨WIRED