當人形機器人 SAFFiR 受到推搡時,它會本能地移動以保持平衡。SAFFiR 還可以走過不平坦的地形,轉動頭部掃描周圍環境,並在人類操作員的幫助下伸手抓住物體。
SAFFiR 由弗吉尼亞理工大學布萊克斯堡的一個團隊建造,是一款消防機器人,也是參加美國國防高階研究計劃局 (DARPA) 機器人挑戰賽 (DRC) 決賽的原型。該比賽旨在生產具有更高移動性、自主性和對人類指令響應能力的機器人。3 月 5 日,DARPA 將宣佈 25 名決賽選手,他們將在 6 月的決賽中爭奪 200 萬美元的頭獎。
DARPA 負責該比賽的的專案經理吉爾·普拉特 (Gill Pratt) 表示,當今最先進的機器人要麼在熟悉的工廠車間等環境中遵循預設的指令,要麼幾乎完全由遠端控制。但是,人們需要更精明、更靈活的機器,能夠在不太可預測的情況下執行。例如,2011 年日本福島核洩漏產生的輻射使人們無法安全地處理汙染。可以部署用於清理的機器人速度慢且笨拙,只能進行有限的損害調查。
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的影響深遠的故事的未來。
DARPA 設立這項比賽是為了促進在未來災難中可能表現更好的機器人的開發,自 2012 年該賽事啟動以來,已經舉辦了幾輪比賽。
獲勝的關鍵在於機器人自主完成任務的能力,例如決定將腿抬多高才能爬上臺階,或跟蹤其相對於目標物體的位置。在 2013 年 12 月的試驗中,機器人必須完成諸如關閉閥門、爬梯子和駕駛汽車透過蜿蜒的賽道等任務。馬薩諸塞大學洛厄爾分校的計算機科學家霍莉·延科 (Holly Yanco) 的分析表明,自主性更強的機器人表現更好。當機器人需要較少的人工輸入時,速度更快,錯誤也更容易修復。
在決賽中,機器將在有時限的情況下競爭,沒有外部電源,有時甚至無法與操作員通訊。這模擬了真實災難的場景,在這些場景中,連線可能會不穩定。DARPA 希望這種限制將鼓勵團隊提高機器人自主繪圖、規劃和行動的能力。“在這個層面上取得成功將是一項巨大的成就,”普拉特說。
佐治亞理工學院亞特蘭大分校的機器人學主席亨利克·克里斯滕森 (Henrik Christensen) 表示,機器人已經相當擅長感知和移動。例如,SAFFiR 上的遠端感測器會測量力和身體位置(這部分使機器人能夠找到其重心);攝像頭和軟體讓它可以監視距離和潛在的障礙物。由賓夕法尼亞州匹茲堡的卡內基梅隆大學的一個團隊製造的機器人 CHIMP 可以靈巧地從在四個履帶上滾動過渡到用兩條腿站立。
但這些機器“不太擅長做出判斷,例如判斷某物是鑽頭還是杯子,或者弄清楚哪個與它需要做的事情相關”,克里斯滕森說。“這些事情非常困難,而人類在這方面做得更好。”
勞動分工
一些團隊希望更好地將機器人看到的東西轉化為人類操作員容易理解的東西。目標是建立一個高效的人機團隊,使其“更像擁有兩個人,其中一個人指導另一個人”,來自國防承包商洛克希德·馬丁公司的 DRC 團隊負責人託德·丹科 (Todd Danko) 說。事實上,延科的分析發現,擁有設計更好的人機互動平臺的團隊在完成比賽任務方面做得更好。
“我認為這次比賽的一個重要部分是它將促使人們接受人類和機器人之間的一種‘共享自主權’,”加利福尼亞州山景城的谷歌機器人專家詹姆斯·庫夫納 (James Kuffner) 說。“這意味著要考慮人類需要做什麼,機器人需要做什麼,以及如何告訴機器人。”
在 2000 年代中期,DARPA 贊助的機器人比賽側重於自主運輸,其驅動力是將人類信使從伊拉克和阿富汗佈滿爆炸物的街道上撤走。這些比賽幫助激發了谷歌等公司對無人駕駛汽車的興趣。
近年來,國防部建議軍方改變其處理自主系統的方式,並將重點放在人和技術之間的協作上。與自動駕駛卡車和無人機不同,為當前比賽開發的機器人將是同謀,而不是在幫助人類完成困難工作中的替代品。
本文經許可轉載,並於 2015 年 3 月 3 日首次釋出。