WPI 机器人研究人员正在为比赛决赛和 200 万美元奖金而努力
马萨诸塞州伍斯特 — 一辆汽车驶向灾难现场，机器人掌舵。机器人停下汽车，然后走下车，走向灾难现场。
这不是最新科幻电影中的场景，而是科学家和军方领导人希望明年在来自世界各地的机器人团队参加 DARPA 机器人挑战赛决赛时看到的场景。
距离上届比赛仅剩八个月，各支决赛队伍——包括来自、麻省理工学院、弗吉尼亚理工大学和— 一直在努力让他们的机器人能够执行各种任务，从开门到使用钻头、爬梯子和转动阀门。
这些是虽然这一次机器人需要更加自主地行动，但它们面临的大多数任务并不是新的。
然而，DARPA 确实给这一过程设置了一些障碍，为这项已经突破自主和人形机器人界限的试验增加了额外的难度。
这意味着当球队进入决赛他们将于明年 6 月在加利福尼亚州波莫纳举办一项奖金为 200 万美元的比赛，他们的机器人不仅要被要求驾驶汽车，还需要下车——这比听起来要复杂得多。
由于驾驶是机器人面临的首要任务，如果它们做不到这一点，就无法继续完成剩下的挑战。多年的努力将以失败告终。
美国国防高级研究计划局 (DARPA) 将为参赛队伍提供一条简单的出路：选择步行完成比赛，而不是开车并下车。但任何选择这种方式的队伍都无法获得与驾驶和下车挑战赛相同的积分。
当要击败来自世界各地的最优秀的机器人团队时，获胜的团队将需要获得尽可能多的积分。
对于伍斯特理工学院（WPI）来说，这意味着要解决难题。
“这是一个冒险的举动，但如果我们要赢，就必须全力以赴。”迈克尔·根纳特，WPI 机器人工程总监。“我们不会说‘这太难了’。我们会做到的。如果我们要赢，我们就要大赢。如果我们要失败，我希望我们不会，我们也会失败得很惨。”
DARPA 的三部分挑战旨在鼓励自主机器人的发展，使它们能够在自然或人为灾难后自行采取行动，进入受损建筑物，营救受害者，关闭煤气管道，甚至扑灭火灾。
挑战赛的第一部分是 2013 年举行的模拟比赛。第二部分于去年 12 月在佛罗里达州南部举行，共有 16 支队伍参赛使他们的机器人能够完成一系列单独的任务，例如行走、使用工具和爬梯子。
在 6 月份的决赛中，参赛队伍将不再面临个人任务。相反，他们的机器人将面对灾难情况，迫使它们处理诸如清除碎片、绕过或越过障碍物、关闭阀门或切入墙壁等任务。如果机器人无法完成所需任务，它将无法继续前进。
速度是另一个问题。
在 12 月的挑战赛中，机器人有 30 分钟的时间完成每项特定任务。许多机器人甚至无法在规定时间内打开并穿过一扇门，或者爬过一小堆碎片。在决赛中，它们只有 45 分钟到一个小时的时间来完成所有八项任务。
“目前，我认为我们的进度比去年 12 月快了约 50%，但我们希望达到 75% 或 80% 的水平。”马特·德多纳托，该团队的技术项目经理。“这是一件可怕的事情。令人望而生畏。速度带来很多不确定性和不稳定性。作为机器人专家，我们喜欢一切缓慢，因为我们可以控制缓慢。随着你越来越深入动态范围，你必须确保所有算法都得到更新，这样你才能处理更高的速度。”
WPI 机器人团队正与卡内基梅隆大学的研究人员合作，他们已经在研究如何让波士顿动力公司制造的 6 英尺高、330 磅重的 Atlas 机器人从车里出来。（他们给它取名为“华纳”。）在他们将要面对的所有已知任务中——DARPA 已经警告他们将会有一个意外任务——仅仅是从车里出来就是最艰巨的任务。
“之所以很难，是因为机器人与车辆的接触点很多，”Gennert 说。“当机器人行走时，它的左脚和右脚接触地面，仅此而已。在汽车中，它的臀部靠在座垫上，背部靠在座椅上，双脚放在地板上。它的双手放在方向盘上。接触点有很多种。它必须将重量从腿后部转移到双脚上。这真的很难做到。”
虽然机器人有传感器，但它无法像人类一样感觉到自己的腿或背部压在座椅上。如果没有这些接触点的感觉，它就无法获得有关其定位的信息，因此很难做出下一步行动的决定。
“现在，我们一只脚已经伸出，现在我们正在将重心转移到那只脚上，这样就可以将另一只脚伸出，”德多纳托说。“我们认为这是让我们有别于其他队伍的一点。我们是仅有的两支真正完成比赛的队伍之一（在上一次挑战中）。所以我们基本上想继续走这条路。”
不过，该团队并没有把所有的时间都花在驾驶任务上。
德多纳托说，团队成员一直在努力研发所需的软件，以便让华纳能够比以前更自主地拿起和使用钻头、清除碎片并在崎岖的地形上行走。
“我们不再给它一个关节一个关节的指令，”他解释道。“上次比赛时，它的自主性达到了不同的水平。所有的平衡都是自主的。当你命令手移动时，机器人不会摔倒。我们给它下了很多命令，比如移动到这个点并伸出手……它有点自主。现在我们给它下任务目标。走到那里，拿起这个物体。它会自动弄清楚如何绕过物体并抓住物体。”
