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庫內(nèi),緊張的氣氛正在逐漸升級。工程師們?nèi)繃狸囈源?,為了讓自己手上最先進的機器人一顯身手,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研究項目局牽頭的機器人挑戰(zhàn)賽,是世界上最重要的機器人賽事之一,代表了全球最先進的機器人開發(fā)技術(shù)!
此次機器人挑戰(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,各路機器人必須完成跨越碎片殘骸、駕駛應急車輛到達現(xiàn)場、攀登階梯和貫通石膏板墻等一系列任務。這些任務都是由大賽主辦方設計的,意在檢驗機器人在現(xiàn)實災害情況下能否完成一些基本的救災任務。參賽者來自世界各地,共23組,每個任務派4組上場,依次輪流。
對于人類選手來說,要完成這些任務簡直算不得什么,只要在賽道上適應個五六分鐘,選手都能成為個中高手。但對于機器人來說,這可不是一件小事。要應付這些任務,只有世界上最先進的機器人,和控制它們的機械師一起才能完成。而在這個過程中所產(chǎn)生和應用的數(shù)據(jù),將是未來繼續(xù)構(gòu)建整個機器人開發(fā)領域的基礎。
機器人的聚會
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),和頂尖的機器人相比,那些一般機器人的表現(xiàn)還真是不怎么樣——很多連如何從自己駕駛的應急車輛里出來都不知道!來自香港大學的機器人Atlas曾一度從車里探出了身子,可惜這樣冒失的舉動導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器人Grit,壓根兒沒能從車里出來,連起跑線都沒碰到。
由于賽事中的機器人需要對自身所處環(huán)境進行測評,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“機器人高爾夫”嘛!不過,有些機器人反應還是很快的,像來自麻省理工學院的人形機器人Helios和來自卡耐基梅隆大學的機器人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的輪式機器人Momaro,則完全依靠人類工程師來操控。
對此,NASA噴氣推進實驗室的負責人布萊特·肯尼迪作出了肯定。他認為,人類機師也是整個機器人系統(tǒng)的一部分,并率領實驗室開發(fā)的四足蜘蛛機器人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。輪式機器人Momaro已經(jīng)能夠運用它可伸縮并帶有輪子的腿,飛快地從應急車輛上下來了。蜘蛛機器人Robosimian則謹慎許多,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的進步是平穩(wěn)的,沒出一點兒差錯。
相比之下,輪式機器人Momaro還是暫時領先。它的速度最快,并且是沒有失誤的機器人選手。它與Robosimian都在50分鐘內(nèi)完成了任務,獲得了7分的高分(滿分8分)??上У氖?,兩名機器人選手在第一天都沒能攀上階梯。而且,其他機器人的表現(xiàn)也十分亮眼。雖然人形機器人Helios在賽道上摔了兩次,還不得不用吊車運回自己的腳,但它依然是攀登階梯項目中的佼佼者。
卡耐基梅隆大學的機器人CHIMP及其開發(fā)者Tartan救援團隊的成績也不錯。CHIMP重200千克,是整個賽事中最重的機器人,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在準備切割石膏墻時忘了開啟鉆孔機,但這一點也并不妨礙它用純粹的力量撕開了整個墻面!
機器和人的故事
第一天賽事結(jié)束之后,卡耐基梅隆大學的機器人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)機器人邁步向前的方式,獲得了8分的滿分!
當場外的觀眾為場上的機器人歡呼之時,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)絡對自己的機器人進行遠程操控。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。
機器人與機師之間的磨合至關(guān)重要,每支隊伍在這一點上都有自己的秘訣。例如,來自佛羅里達IHMC公司的機器人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制品。卡爾夫就在這虛擬的空間里操縱Running Man完成任務。
其他隊伍則會啟用一個團隊對機器人進行控制。德國的機器人Momaro便擁有9人的操控團隊。其中,塞巴斯蒂安·舒勒主要負責手臂的控制。他帶著OR頭戴顯示器,進入一個3D虛擬世界進行操作,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隊,人與機器之間的聯(lián)系都是十分緊密的。前賽事負責人吉爾普拉特指出,在人與機器之間,還存在著一些未知的吸引力。場外的一名觀眾在佛羅里達IHMC公司的機器人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,領先的機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師團隊圍繞著,模擬訓練攀爬技巧。
而此時的賽道上,來自韓國大田市的機器人KAIST一馬當先,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Tartan救援團隊和他們的機器人CHIMP獲得了第三名。
與此同時,德國波恩大學的Momaro卻在最后一輪表現(xiàn)不佳,由于膝關(guān)節(jié)的馬達過熱,導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?,在最后嘗試站起來的時候,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。