WPI 机器人团队仅用 3 周时间就让机器人运行速度提高一倍
马萨诸塞州伍斯特——伍斯特理工学院的机器人团队在 DARPA 机器人挑战赛决赛前三周内需要让他们的机器人速度比现在快两倍。
“我们现在需要两个小时才能完成课程，”WPI 团队的技术项目经理 Matt DeDonato 说道。“如果我们有两个小时，那就太好了，但我们只有一个小时。所以我们需要加快速度。”
WPI 团队是有资格参加机器人挑战赛的 25 支团队之一6 月 5 日至 6 日在加州波莫纳举行。于 2012 年启动的项目旨在鼓励机器人专家制造未来可以在灾难中提供支持的机器人。
在 2013 年 12 月举行的上一届挑战赛中，每个团队的机器人需要执行八项任务，包括爬梯子、、开门和使用钻头。机器人有 30 分钟的时间来执行每项任务。
今年，机器人将参加模拟灾难场景的课程，并逐一完成任务，必须在一小时内完成所有任务。
德多纳托表示，WPI 的人形机器人能够完成每一项不同的任务。问题在于速度。
WPI 团队原本计划在最后的比赛中使用云来加速他们的机器人，但团队被迫改变计划。
伍斯特理工学院机器人工程系主任迈克尔·根纳特 (Michael Gennert) 表示，一支学生团队正在研究将软件命令放入云端，以便伍斯特理工学院的机器人（名为华纳）可以随时访问这些指令，即使与机器人操作员的 Wi-Fi 连接中断，也可以获得指示。这意味着，即使机器人在没有控制器的情况下工作，它仍然可以访问信息和预设方向。
然而，WPI 团队原本准备使用亚马逊的云平台，最近才发现 DARPA 只允许竞争对手使用微软的 Azure 平台，他们在亚马逊平台上所做的工作无法转移到微软的云端。
“这有点令人失望，但我们必须证明云可以提高机器人的性能，”Gennert 说。“从更大的角度来看，我们肯定会看到云的更多应用，这是帮助我们在 18 到 24 个月内将机器人性能提高一倍的因素之一。”
由于云计算不再是一种选择，WPI 团队正在调整其算法以尝试加快 Warner 的速度，但该团队也在努力使机器人的人类操作员更快、更高效地工作。
在 2013 年的比赛中，操作员向机器人发出指令，控制机器人的大部分动作，比如手腕转动多远、手臂伸展多远，或者朝哪个方向走多少步。如今的机器人自主性更强。
操作员可以命令机器人开门，但不再需要告诉机器如何定位身体，例如肩膀和手腕的位置。机器人可以自行进行这些计算，而且速度比操作员指示的要快。
这使得机器人现在的运行速度比一年半前快得多。然而，它仍然不够快，所以德多纳托将与机器人操作员合作进行改进。机器人需要执行的每项任务都有单独的人类操作员。在每项任务结束时，操作员需要确保机器人的身体或手臂处于正确的位置，以便它能够快速转到下一个任务。
“这并没有那么复杂，但你必须担心每个驾驶的人，”DeDonato 说。“一个任务什么时候结束，另一个任务什么时候开始？在哪里进行权衡？驾驶员是否让机器人处于正确的状态以开始下一个任务？”
伍斯特理工学院的机器人专家还发现，在机器人穿过碎木板和二乘四木板等碎片的任务中，让机器人在碎片中缓慢移动并用脚将其推到一边会比停下来弯腰捡起碎片并将其移开更加容易和快捷。
有些任务比其他任务更容易。例如，华纳可以相当轻松快速地转动阀门、打开门并穿过门，以及爬楼梯。
钻头任务则有所不同。对于 WPI 的机器人来说，这是最难、最耗时的工作。这项任务不涉及任何步骤。它包括找到钻头、拿起它、打开它然后使用它。让任务变得更加困难的是，该团队不确定在比赛中会使用哪种钻头。
“我们可以做到。只是需要一些时间，”DeDonato 说道。如果团队无法加快机器人完成训练任务的速度，机器人可能不得不跳过这项任务，并失去完成任务的分数。跳过一项需要很长时间的任务可能会让机器人完成课程和其余任务，让团队有机会获得更多总分。
虽然该团队正在努力提高机器人执行基本任务的速度，但 Gennert 表示，该团队的进展速度比一年前快得多。不久的将来，随着研究的深入，机器人将能够更加轻松、快速地移动。
“十年前，机器人要花几个小时才能完成这些任务，”Gennert 补充道。“10 到 12 年后，它们完成这些任务的速度就会和人类一样快。它们能完成的任务数量迅速增加。”
