長期以來,應急響應機器人的移動性和靈活性都與一歲兒童相當,自主性水平通常僅限於一次完成一項任務。四年前在日本,當一小隊機器人被派往受損的福島第一核電站協助工作人員時,這一點再明顯不過了。這些機器在很大程度上被閒置,將最危險的工作留給了人類。
當美國國防高階研究計劃局 (DARPA) 主辦旨在構建自主機器人的機器人競賽決賽時,世界將看到機器人在隨後的幾年中取得了多大的進步,這些機器人可以在災難發生時介入——或進入。總共有 25 支國際團隊將於 6 月 5 日和 6 日競爭,以贏得總額為 350 萬美元的三項現金獎勵之一。
獲勝的機器人將在最短的時間內完成 DARPA 障礙賽道上的八項不同任務。該賽道旨在模擬人類無法進入的危險災區。作為額外的挑戰,DARPA 將在每個團隊比賽時故意降低機器人和操作員之間的通訊鏈路,以建立更接近福島響應者所經歷的場景。
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當 機器人抵達 2011年3月 的福島時,他們發現該設施受到輻射汙染,並被 數噸腐蝕性海水 淹沒。9.0 級海底地震引發了海嘯,海嘯將大量海水湧入電廠,並使冷卻核反應堆所需的應急發電機失效。隨後的三週發生了堆芯熔燬、氣體爆炸和輻射洩漏,使情況進一步惡化。
響應人員很快發現,機器人上對輻射遮蔽的需求,加上其他因素,造成了通訊中斷,導致機器在一段時間內無指令執行。來自 iRobot 和 Honeywell 的機器人(這兩家公司都是使用 DARPA 資金開發的)最終確實幫助 進行了一些損害評估和清理工作——其中一些仍在福島執行——但在緊急情況下,當現場最危險時,它們的作用有限。
上一輪 DARPA 機器人挑戰賽 要求機器人啟動緊急關閉開關,從俯臥姿勢站起來,在不摔倒的情況下行進 10 米,越過障礙物並旋轉圓形閥門 360 度。最終的比賽將設定類似但又不完全相同的挑戰,以便迫使團隊展示一定的靈活性,並且不能提前編寫所有機器人的動作指令碼。
機器人不得在比賽期間充電,團隊也不得使用升降機或安全繩索來操縱他們的機器人以防止跌落。如果機器人跌倒且無法站起來,團隊將被處以 10 分鐘的罰時,並且救援機器人將被派往賽道以找回他們的原始單元,以便它可以再次嘗試。在比賽期間,每個團隊都將在遠離測試賽道的車庫區域進行操作。他們將獲得的關於他們的機器人及其周圍環境的唯一資訊將來自機器自身的車載感測器。
總體而言,該挑戰旨在開發通用機器,這些機器可以在任何緊急情況下部署,併為操作員提供非常短的學習曲線。“福島對我們來說確實是一個偉大的靈感,因為我們不知道下一次災難會是什麼,但我們知道我們必須開發技術來幫助我們應對這類災難,”DARPA 競賽專案經理 Gill Pratt 在週三的新聞釋出會上說。他補充說,更早的干預——同時讓響應人員保持安全距離——可以幫助防止未來的災難像福島那樣升級。
無論哪個機器人贏得大獎,在機器能夠在不可預測的環境(例如災難發生時的環境)中自主執行之前,還有很長的路要走。“您將在挑戰賽中看到的機器人與可以被派往 遭受地震襲擊的尼泊爾 等情況的現場系統相去甚遠,”普拉特說。
開發能夠充當功能齊全的響應者的完全移動、靈巧、多工處理機器將需要多年時間。與此同時,DARPA 的競賽為機器人專家提供了繼續朝著這個方向前進的動力。