长期以来,应急响应机器人的移动性和灵活性都与一岁儿童相当,自主性水平通常仅限于一次完成一项任务。四年前在日本,当一小队机器人被派往受损的福岛第一核电站协助工作人员时,这一点再明显不过了。这些机器在很大程度上被闲置,将最危险的工作留给了人类。
当美国国防高级研究计划局 (DARPA) 主办旨在构建自主机器人的机器人竞赛决赛时,世界将看到机器人在随后的几年中取得了多大的进步,这些机器人可以在灾难发生时介入——或进入。总共有 25 支国际团队将于 6 月 5 日和 6 日竞争,以赢得总额为 350 万美元的三项现金奖励之一。
获胜的机器人将在最短的时间内完成 DARPA 障碍赛道上的八项不同任务。该赛道旨在模拟人类无法进入的危险灾区。作为额外的挑战,DARPA 将在每个团队比赛时故意降低机器人和操作员之间的通信链路,以创建更接近福岛响应者所经历的场景。
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当 机器人抵达 2011年3月 的福岛时,他们发现该设施受到辐射污染,并被 数吨腐蚀性海水 淹没。9.0 级海底地震引发了海啸,海啸将大量海水涌入电厂,并使冷却核反应堆所需的应急发电机失效。随后的三周发生了堆芯熔毁、气体爆炸和辐射泄漏,使情况进一步恶化。
响应人员很快发现,机器人上对辐射屏蔽的需求,加上其他因素,造成了通信中断,导致机器在一段时间内无指令运行。来自 iRobot 和 Honeywell 的机器人(这两家公司都是使用 DARPA 资金开发的)最终确实帮助 进行了一些损害评估和清理工作——其中一些仍在福岛运行——但在紧急情况下,当现场最危险时,它们的作用有限。
上一轮 DARPA 机器人挑战赛 要求机器人启动紧急关闭开关,从俯卧姿势站起来,在不摔倒的情况下行进 10 米,越过障碍物并旋转圆形阀门 360 度。最终的比赛将设置类似但又不完全相同的挑战,以便迫使团队展示一定的灵活性,并且不能提前编写所有机器人的动作脚本。
机器人不得在比赛期间充电,团队也不得使用升降机或安全绳索来操纵他们的机器人以防止跌落。如果机器人跌倒且无法站起来,团队将被处以 10 分钟的罚时,并且救援机器人将被派往赛道以找回他们的原始单元,以便它可以再次尝试。在比赛期间,每个团队都将在远离测试赛道的车库区域进行操作。他们将获得的关于他们的机器人及其周围环境的唯一信息将来自机器自身的车载传感器。
总体而言,该挑战旨在开发通用机器,这些机器可以在任何紧急情况下部署,并为操作员提供非常短的学习曲线。“福岛对我们来说确实是一个伟大的灵感,因为我们不知道下一次灾难会是什么,但我们知道我们必须开发技术来帮助我们应对这类灾难,”DARPA 竞赛项目经理 Gill Pratt 在周三的新闻发布会上说。他补充说,更早的干预——同时让响应人员保持安全距离——可以帮助防止未来的灾难像福岛那样升级。
无论哪个机器人赢得大奖,在机器能够在不可预测的环境(例如灾难发生时的环境)中自主运行之前,还有很长的路要走。“您将在挑战赛中看到的机器人与可以被派往 遭受地震袭击的尼泊尔 等情况的现场系统相去甚远,”普拉特说。
开发能够充当功能齐全的响应者的完全移动、灵巧、多任务处理机器将需要多年时间。与此同时,DARPA 的竞赛为机器人专家提供了继续朝着这个方向前进的动力。