機(jī)器人挑戰(zhàn)賽

成琳嵐

這里是美國洛杉磯市以東的波莫納市，在一座別名“9號樓”的混凝土修造的停機(jī)庫內(nèi)，緊張的氣氛正在逐漸升級。工程師們?nèi)繃?yán)陣以待，為了讓自己手上最先進(jìn)的機(jī)器人一顯身手，他們正在做著最后的努力。讓他們?nèi)绱酥匾暤脑蛑挥幸粋€——這是本次機(jī)器人挑戰(zhàn)賽的最后一輪了！這次大賽是由美國國防部先進(jìn)研究項目局牽頭的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽，是世界上最重要的機(jī)器人賽事之一，代表了全球最先進(jìn)的機(jī)器人開發(fā)技術(shù)！

此次機(jī)器人挑戰(zhàn)賽在美國波莫納市舉行，比賽時間為2015年5月5～6日，是周末兩天。賽道則由曾經(jīng)的一個賽馬場改建而成。在這個還有著馬糞味兒的賽場上，各路機(jī)器人必須完成跨越碎片殘骸、駕駛應(yīng)急車輛到達(dá)現(xiàn)場、攀登階梯和貫通石膏板墻等一系列任務(wù)。這些任務(wù)都是由大賽主辦方設(shè)計的，意在檢驗機(jī)器人在現(xiàn)實災(zāi)害情況下能否完成一些基本的救災(zāi)任務(wù)。參賽者來自世界各地，共23組，每個任務(wù)派4組上場，依次輪流。

對于人類選手來說，要完成這些任務(wù)簡直算不得什么，只要在賽道上適應(yīng)個五六分鐘，選手都能成為個中高手。但對于機(jī)器人來說，這可不是一件小事。要應(yīng)付這些任務(wù)，只有世界上最先進(jìn)的機(jī)器人，和控制它們的機(jī)械師一起才能完成。而在這個過程中所產(chǎn)生和應(yīng)用的數(shù)據(jù)，將是未來繼續(xù)構(gòu)建整個機(jī)器人開發(fā)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。

機(jī)器人的聚會

場外，幾千名觀眾已經(jīng)聚集了起來。大家都想看看這些機(jī)器人在自己不熟悉的環(huán)境中會有怎樣的表現(xiàn)。很快他們便發(fā)現(xiàn)，和頂尖的機(jī)器人相比，那些一般機(jī)器人的表現(xiàn)還真是不怎么樣——很多連如何從自己駕駛的應(yīng)急車輛里出來都不知道！來自香港大學(xué)的機(jī)器人Atlas曾一度從車?yán)锾匠隽松碜?，可惜這樣冒失的舉動導(dǎo)致其液壓管線被撕裂，油噴了一地；而有些像來自科羅拉多的蜘蛛機(jī)器人Grit，壓根兒沒能從車?yán)锍鰜?，連起跑線都沒碰到。

由于賽事中的機(jī)器人需要對自身所處環(huán)境進(jìn)行測評，并計算下一步該怎么走，因此，整個賽事現(xiàn)場穿插著各種長時間的停頓。一些觀眾笑稱，這簡直就是“機(jī)器人高爾夫”嘛！不過，有些機(jī)器人反應(yīng)還是很快的，像來自麻省理工學(xué)院的人形機(jī)器人Helios和來自卡耐基梅隆大學(xué)的機(jī)器人CHIMP，它們的行動中有很多步都來自于自動演算。而其他像德國波恩大學(xué)的輪式機(jī)器人Momaro，則完全依靠人類工程師來操控。

對此，NASA噴氣推進(jìn)實驗室的負(fù)責(zé)人布萊特·肯尼迪作出了肯定。他認(rèn)為，人類機(jī)師也是整個機(jī)器人系統(tǒng)的一部分，并率領(lǐng)實驗室開發(fā)的四足蜘蛛機(jī)器人Robosimian參加了本次挑戰(zhàn)賽。

到了第一天賽程快結(jié)束時，各隊的技術(shù)都有了提升。輪式機(jī)器人Momaro已經(jīng)能夠運(yùn)用它可伸縮并帶有輪子的腿，飛快地從應(yīng)急車輛上下來了。蜘蛛機(jī)器人Robosimian則謹(jǐn)慎許多，只見它緩慢而小心地從車內(nèi)爬出來，像只猴子一樣，先伸出兩條腿支撐在地上以平衡自己，穩(wěn)定后再把兩條腿回收成整體，用輪子前行，這可比協(xié)調(diào)四條腿來行動輕松多了。雖然稍顯緩慢，但Robosimian的進(jìn)步是平穩(wěn)的，沒出一點(diǎn)兒差錯。

相比之下，輪式機(jī)器人Momaro還是暫時領(lǐng)先。它的速度最快，并且是沒有失誤的機(jī)器人選手。它與Robosimian都在50分鐘內(nèi)完成了任務(wù)，獲得了7分的高分（滿分8分）?？上У氖牵瑑擅麢C(jī)器人選手在第一天都沒能攀上階梯。而且，其他機(jī)器人的表現(xiàn)也十分亮眼。雖然人形機(jī)器人Helios在賽道上摔了兩次，還不得不用吊車運(yùn)回自己的腳，但它依然是攀登階梯項目中的佼佼者。

卡耐基梅隆大學(xué)的機(jī)器人CHIMP及其開發(fā)者Tartan救援團(tuán)隊的成績也不錯。CHIMP重200千克，是整個賽事中最重的機(jī)器人，它還能僅僅用自己裝有履帶的雙臂舉起136千克的東西，簡直就是一頭不折不扣的紅色怪獸！ 在一輪比賽中，CHIMP在準(zhǔn)備切割石膏墻時忘了開啟鉆孔機(jī)，但這一點(diǎn)也并不妨礙它用純粹的力量撕開了整個墻面！

機(jī)器和人的故事

第一天賽事結(jié)束之后，卡耐基梅隆大學(xué)的機(jī)器人CHIMP占據(jù)了頭名位置。在攀登階梯時，其裝有履帶的四肢發(fā)揮了很大作用，它像坦克一樣崎嶇而上，取代了傳統(tǒng)機(jī)器人邁步向前的方式，獲得了8分的滿分！

當(dāng)場外的觀眾為場上的機(jī)器人歡呼之時，9號樓里面才是整個賽事的核心。與賽道步行距離只有5分鐘的這座停機(jī)庫，是各隊的控制中心所在地。每支隊伍都在這里，用無線網(wǎng)絡(luò)對自己的機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。這種無需線纜來輸出動力與數(shù)據(jù)的方式，在以前的賽事中是極難見到的。

機(jī)器人與機(jī)師之間的磨合至關(guān)重要，每支隊伍在這一點(diǎn)上都有自己的秘訣。例如，來自佛羅里達(dá)IHMC公司的機(jī)器人Running Man就只配備了一名主控人員約翰·卡爾夫，大家都戲稱他是“和機(jī)器人說悄悄話的人”。作為操控師，同時也是電子游戲高手，卡爾夫需要做的是通過Running Man自帶的傳感器傳回的數(shù)據(jù)制作一個真實賽道的虛擬復(fù)制品?？柗蚓驮谶@虛擬的空間里操縱Running Man完成任務(wù)。

其他隊伍則會啟用一個團(tuán)隊對機(jī)器人進(jìn)行控制。德國的機(jī)器人Momaro便擁有9人的操控團(tuán)隊。其中，塞巴斯蒂安·舒勒主要負(fù)責(zé)手臂的控制。他帶著OR頭戴顯示器，進(jìn)入一個3D虛擬世界進(jìn)行操作，而建立這一虛擬世界的數(shù)據(jù)則全部由Momaro自帶的激光掃描儀收集所產(chǎn)生。

不管是一個人還是一個團(tuán)隊，人與機(jī)器之間的聯(lián)系都是十分緊密的。前賽事負(fù)責(zé)人吉爾普拉特指出，在人與機(jī)器之間，還存在著一些未知的吸引力。場外的一名觀眾在佛羅里達(dá)IHMC公司的機(jī)器人Running Man摔倒后也說到：“不知怎么的，看它摔倒，我也會覺得難過?！?/p>

最后時刻

到了星期六下午，賽程就快結(jié)束了?？諝庵袕浡g盤發(fā)出的“嗖嗖”聲，以及陣陣角銼的轟鳴聲，領(lǐng)先的機(jī)器人選手都在做著最后一搏。Helios在摔倒之后換了條新胳膊；Momaro一個早上都被自己的機(jī)師團(tuán)隊圍繞著，模擬訓(xùn)練攀爬技巧。

而此時的賽道上，來自韓國大田市的機(jī)器人KAIST一馬當(dāng)先，闖出了自己的路。只見它用雙臂輕松地推開車，雙腿穩(wěn)穩(wěn)地落地站住，再拿起鋸子，在石膏板墻上完美地劃出一個圓形。觀眾們不禁發(fā)出陣陣驚嘆。要知道，在頭天的比賽里，KAIST在這一關(guān)可是吃盡苦頭。

當(dāng)KAIST在完成最后的攀登項目時，觀眾中一位小孩緊張得大喊：“小心！”那真是走得最小心的三步了！三步過后，完美的表現(xiàn)不僅讓KAIST獲得了滿分，總共44分鐘的優(yōu)異成績也使得KAIST鎖定了自己的冠軍位置！來自佛羅里達(dá)的Running Man緊隨其后，也獲得了8分的滿分，只因稍稍慢了些而屈居亞軍；卡耐基梅隆大學(xué)Tartan救援團(tuán)隊和他們的機(jī)器人CHIMP獲得了第三名。

與此同時，德國波恩大學(xué)的Momaro卻在最后一輪表現(xiàn)不佳，由于膝關(guān)節(jié)的馬達(dá)過熱，導(dǎo)致其腿部動作直接崩潰。接下來的比賽里，Momaro艱難地用自己的腹部花了10分鐘才攀上了階梯?？上У氖牵谧詈髧L試站起來的時候，它卻因同樣的問題再次倒了下去。

這時，各隊成員們知道，一切都結(jié)束了。Momaro朝著場外揮了揮手，觀眾們爆發(fā)出最后一次熱烈的歡呼。