馬薩諸塞州伍斯特——一輛由機器人駕駛的車輛駛向災難現場。機器人停下車，然後下車走向災難現場。
這不是最新科幻電影中的場景，而是科學家和軍事領導人希望明年來自世界各地的機器人團隊參加 DARPA 機器人挑戰賽決賽時看到的場景。
距離最後一次挑戰只有八個月的時間，各個決賽入圍者——包括來自、麻省理工學院、弗吉尼亞理工大學和— 一直在努力讓他們的機器人準備好承擔從開門到使用鑽頭、爬梯子和轉動閥門等任務。
這些任務。雖然這一次機器人需要更加自主地行動，但它們面臨的大多數任務並不新鮮。
不過，DARPA 確實給這一過程帶來了一些麻煩，為已經突破自主和人形機器人界限的試驗增加了額外的難度。
這意味著當球隊參加決賽明年六月在加利福尼亞州波莫納，為了獲得 200 萬美元的獎金，他們的機器人不僅會被要求駕駛汽車。他們還需要下車——這比聽起來要復雜得多。
由於駕駛是機器人面臨的首要任務，如果它們無法完成這項任務，它們將無法繼續完成其餘的挑戰。多年的工作很快就會失敗。
美國國防高級研究計劃局 (DARPA) 將為團隊提供一種輕鬆的解決方案：可以選擇步行完成比賽，而不是開車然後下車。但任何採取這條路線的團隊都無法獲得與接受駕駛和出口挑戰的團隊一樣多的積分。
當要擊敗世界各地最好的機器人團隊時，獲勝的團隊將需要獲得所有可以獲得的分數。
對於伍斯特理工學院 (WPI) 來說，這意味著要解決難題。
“這是一個冒險的舉動，但如果我們要贏，我們就必須把所有的錢都放在桌子上並全力以赴，”說邁克爾·根納特，WPI 機器人工程總監。 “我們不會說，‘這太難了。’我們會這麼做的。如果我們要贏，我們就會贏得很大。如果我們要失敗，我希望我們不會，那麼我們也會失敗。”
DARPA 的挑戰由三部分組成，旨在鼓勵自主機器人的進步，使其在發生自然或人為災難後能夠在很大程度上自行行動，進入受損的建築物，營救受害者，關閉煤氣管道，甚至撲滅火災。
挑戰賽的第一部分是 2013 年舉行的模擬賽。第二部分去年 12 月在佛羅里達州南部舉行，有 16 支隊伍參加讓他們的機器人能夠完成一系列單獨的任務，例如行走、使用工具和爬梯子。
在六月的決賽中，各隊不會面臨個人任務。相反，他們的機器人將面臨災難情況，迫使它們處理諸如清除碎片、繞過或越過障礙物、關閉閥門或切入牆壁等任務。如果機器人無法完成所需的任務，它將無法繼續前進。
速度是另一個問題。
在 12 月的挑戰中，機器人有 30 分鐘的時間來完成每項特定任務。許多人甚至無法在規定時間內打開門並穿過門或爬過一小堆碎片。在決賽中，他們只有 45 分鐘到一個小時的時間來完成全部八項任務。
“目前，我想說我們比去年 12 月快了約 50%，但我們希望能達到 75% 或 80% 的範圍，”說馬特·德多納托，團隊的技術項目經理。 “這是一件可怕的事情。令人畏懼。速度帶來了很多不確定性和不穩定性。作為機器人專家，我們喜歡一切慢下來，因為我們可以控制慢速。當你越來越多地進入動態範圍時，你必須確保所有算法都得到更新，以便你可以處理更高的速度。”
WPI 機器人團隊與卡內基梅隆大學的研究人員合作，已經在研究如何最好地讓波士頓動力公司製造的 6 英尺高、330 磅重的 Atlas 機器人從車輛中移動出來。 （他們將其命名為“華納”。）在他們將面臨的所有已知任務中——DARPA 警告他們將會有一個令人驚訝的任務——下車是最令人畏懼的。
“之所以如此困難，是因為機器人在很多地方與車輛接觸，”根納特說。 “當它行走時，機器人用左腳和右腳接觸地面，就是這樣。在汽車中，它的腰部放在座墊上，背部靠在座椅上，腳放在地板上。它的手放在方向盤上。有很多不同類型的接觸。它必須將重量從腿後部轉移到腳上。這真的很難做到。”
雖然機器人有傳感器，但它無法像人類那樣感覺到腿或背部壓在座椅上。如果沒有感覺到這些接觸點，它就無法獲得有關其定位的信息，從而使其更難做出下一步行動的決策。
“現在，我們一隻腳伸出來，現在我們將重量轉移到那隻腳上，這樣它就可以將另一隻腳移出，”德多納託說。 “我們認為這是我們與其他車隊區別開來的一件事。我們是[在最後一項挑戰中]真正完成比賽的僅有的兩支車隊之一。所以我們基本上希望繼續沿著這條道路前進。”
不過，該團隊並沒有將所有時間都花在駕駛任務上。
德多納托表示，團隊成員一直在努力開發所需的軟件，讓華納能夠比以前更自主地拿起和使用鑽頭、清除碎片以及在崎嶇的地形上行走。
“我們將不再向它發出聯合命令，”他解釋道。 “上一場比賽，這是不同程度的自主性。所有的平衡都是自主的。當你告訴手移動時，機器人不會摔倒。我們給了它很多命令，比如移動到這一點並伸出手……它有點自主。現在我們給它任務目標。走到那裡並撿起這個物體。他會自動弄清楚如何繞過東西並抓住物體。”