自主性是地下挑戰(zhàn)賽的必要組成部分，但讓人參與其中依然至關(guān)重要。您認(rèn)為人會繼續(xù)成為高效機(jī)器人團(tuán)隊的必要組成部分嗎？還是說未來將是完全自主的？

蒂姆?鐘：在早期比賽中，我們看到了很多手把手的指導(dǎo)，操作員給機(jī)器人發(fā)出低級指令。但各參賽隊伍很快意識到，他們需要一種更自主的方法。不過，實現(xiàn)中很難實現(xiàn)完全自主，我認(rèn)為人將繼續(xù)扮演一個很重要的角色，只不過這個角色需要進(jìn)化和轉(zhuǎn)變，專注于人類最擅長的事情。 我認(rèn)為，人從操作員進(jìn)步到監(jiān)管員，這將擴(kuò)展人-機(jī)器人團(tuán)隊能夠執(zhí)行的任務(wù)類型。在決賽中，我們看到機(jī)器人在賽道上探索和尋找人造物品，而監(jiān)管員則在忙于其他事情，甚至沒有關(guān)注機(jī)器人。這太酷了。機(jī)器人在做它們需要做的事情，讓人有時間進(jìn)行高級決策。從基本的遠(yuǎn)程遙控到“機(jī)器人做機(jī)器人的事，我做我的事”，這是一個巨大的變化。機(jī)器人必須變得能力更強(qiáng)，（人類）才能從操作員過渡到監(jiān)管員。

在地下環(huán)境中，機(jī)器人還面臨哪些挑戰(zhàn)？ 蒂姆?鐘：關(guān)于環(huán)境可通過性的分析和推理仍然是一個問題。機(jī)器人如果能更多地了解它們在哪里行者、在哪里繞圈飛行，將能以更快的速度通過這些環(huán)境。盡管在測繪方面它們比人快了一到兩個數(shù)量級，但機(jī)器人的行動速度仍然相對較慢。提高一個數(shù)量級將真正有助于改變局面。速度將成為決定性的促成因素，并對緊急救援場景產(chǎn)生巨大影響，那里每分鐘都很重要。

您認(rèn)為地下挑戰(zhàn)賽已經(jīng)或?qū)⒁獙C(jī)器人技術(shù)產(chǎn)生哪些影響？ 蒂姆?鐘：在我看來，地下挑戰(zhàn)賽中使用的許多技術(shù)正在實現(xiàn)產(chǎn)品化和商業(yè)化，這意味著機(jī)器人到達(dá)緊急救援人員手中的時間已經(jīng)大大縮短。這些已經(jīng)發(fā)生，而且比賽期間正在發(fā)生，這真的是一個巨大的影響。 ? ?

機(jī)器人在地下操作有哪些困難和重要性？

納文達(dá)?科特奇：事實上，我們身處地下環(huán)境是挑戰(zhàn)的一方面，也是一個非常重要的方面，但如你把它分解來看，地下挑戰(zhàn)賽意味著我們身處的環(huán)境中，GPS不可用，無法通信，我們面臨著非常困難的移動性挑戰(zhàn)。在其他許多情形中也會遇到這些事情，例如，福島核事故雖然不是發(fā)生在地下，但要想派機(jī)器人進(jìn)入，通信是一個巨大的問題。再比如亞馬遜雨林，在那里也會遇到類似的通信和移動性困難。因此，我們開發(fā)的不斷成熟的每項組件技術(shù)都將在其他許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，而不僅限于地下。

在人-機(jī)器人團(tuán)隊中，人的恰當(dāng)位置在哪里？ 納文達(dá)?科特奇：人有兩個極端的位置。一個是你按下按鈕，機(jī)器人就會去做它們的事情；另一個是我們所說的“人在回路中” （human in the loop），因為機(jī)器人大體上是通過高級命令實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的。但是，如果人離開回路，回路就會中斷，系統(tǒng)就會停止，在脆弱的通信中，我們經(jīng)歷過這種情況。這中間地帶是“人在回路上”（human on the loop）的概念，即由一個監(jiān)管員設(shè)置任務(wù)級目標(biāo)，但如果人離開回路，回路仍然可以運(yùn)轉(zhuǎn)。人的價值增加了，因為他們能更好地概覽整個場景中發(fā)生的事情，這是人非常擅長的事情。 ?

地下挑戰(zhàn)賽對機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有哪些影響？

納文達(dá)?科特奇：要使現(xiàn)場機(jī)器人取得成功，需要許多項技術(shù)協(xié)同運(yùn)行。我想這就是非常復(fù)雜的地下挑戰(zhàn)賽迫使我們做的事情。能夠在真實場景中可靠地部署機(jī)器人這個整體概念，對我們來說是關(guān)鍵。回顧我們團(tuán)隊的發(fā)展，3年前我們有一些很酷的零散技術(shù)，但如果沒有人去維護(hù)，我們的機(jī)器人系統(tǒng)的可靠工作時間無法超過。這是我們?nèi)〉玫淖畲筮M(jìn)步之一，現(xiàn)在繼續(xù)這項工作時，我們不必再考慮如何部署機(jī)器人，也不用擔(dān)心如果我們10分鐘不管它們，它們會不會毀了自己。為了在地下挑戰(zhàn)賽取得成功，我們不得不設(shè)計和制造魯棒可靠的系統(tǒng)，正因如此，我們才擁有了這樣的技術(shù)成熟度。下一步開始關(guān)注的問題是：當(dāng)你擁有一支可靠的自主機(jī)器人戰(zhàn)隊，你能做什么？ ?

? 您的機(jī)器人團(tuán)隊繪制的賽道地圖與DARPA官方地圖相差不到1%，真是太了不起了。 納文達(dá)?科特奇：最后一場比賽剛結(jié)束，DARPA聘請繪制地下挑戰(zhàn)賽賽道真實地圖的公司立刻聯(lián)系了我。他們使用非常昂貴的設(shè)備，花了100個工時才制作出他們的地圖，他們想知道我們究竟是如何在不到1個小時的時間里用一群機(jī)器人繪制出地圖的。這是個好問題！但要知道，我們這1小時的繪圖15年研發(fā)的結(jié)果。 理論上可行與現(xiàn)實世界中切實可用是不一樣的。在早期階段，我們的軟件是成功的，我們認(rèn)為它達(dá)到了所有的理論里程碑。后來我們開始把它應(yīng)用到現(xiàn)實世界，在非常困難的環(huán)境中進(jìn)行測試，在那里開始尋找它出現(xiàn)問題的各種臨界情況。基本上，在過去的十幾年里，我們試圖盡可能多地突破繪圖系統(tǒng)的極限，使它變成了一個真正設(shè)計精良的解決方案。老實說，看到我們繪圖系統(tǒng)的成果時，我們?nèi)匀粫械襟@訝！ ?

? 是什么讓您決定參加地下挑戰(zhàn)賽？ 科斯塔?亞歷克西斯：激勵每個參賽人員的是對自主機(jī)器人的理解，這項挑戰(zhàn)賽是極其困難和有價值的。我們知道，如果有人陪伴或遙控，機(jī)器人系統(tǒng)可以在這些環(huán)境中運(yùn)行，但我們也知道，我們距離完全自主還很遠(yuǎn)。而且我們明白機(jī)器人代替人類進(jìn)入危險場景的價值。正是這種社會影響和技術(shù)挑戰(zhàn)的結(jié)合吸引了我們，尤其是在這樣一個競爭環(huán)境下，你不能只在實驗室里工作、寫論文，你必須開發(fā)出一種能一直堅持到底的東西。

對您的團(tuán)隊來說，地下挑戰(zhàn)賽最具挑戰(zhàn)性的部分是什么？ 科斯塔?亞歷克西斯：我們目前可以在類似于辦公環(huán)境的正常場景中操作機(jī)器人，但地下挑戰(zhàn)賽提出了許多挑戰(zhàn)。首先，依靠與機(jī)器人的通信是不可行的。其次，地形也非常復(fù)雜。通常，對機(jī)器人困難的地形對人來說可能很容易，但面對天然洞穴地形時，我第一次覺得這對人類來說也是一個挑戰(zhàn)。第三，挑戰(zhàn)賽擁有的是一公里的環(huán)境規(guī)模。機(jī)器人必須在其自主性和功能性方面表現(xiàn)出一定程度的魯棒性和智能性，而當(dāng)時最先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)也無法做到這一點。地下挑戰(zhàn)賽很了不起的一點是，DARPA在一開始時就知道機(jī)器人技術(shù)尚不具備這種能力，但依然堅持要我們在接下來的3年里，打造一支有競爭力的機(jī)器人團(tuán)隊。我認(rèn)為這種方法對所有參賽團(tuán)隊都很有效，對加速研究有著極大的推動作用。

隨著機(jī)器人變得更加自主，人將發(fā)揮哪些作用？ 科斯塔?亞歷克西斯：事實上，現(xiàn)在我們可以從機(jī)器人那里得到非常好的地圖，我們可以進(jìn)行目標(biāo)檢測，等等。但是，我們沒有辦法將環(huán)境中的所有物體關(guān)聯(lián)起來，與物體進(jìn)行可能的交互。因此，盡管我們可以通過機(jī)器人繪制出令人驚嘆、漂亮、精確的地圖，但推理仍是薄弱環(huán)節(jié)。 時間非常關(guān)鍵。如果我們要執(zhí)行一項任務(wù)，在沒有時間限制的情況下，要想對一個地方進(jìn)行完全探測和覆蓋，可能不需要人參與，完全可以實現(xiàn)自動化。但如果時間是一個限制因素，而我們又想盡可能多地探索，那么人利用數(shù)據(jù)推理的能力是非常有價值的。即使有時我們能讓機(jī)器人表現(xiàn)得和人一樣好，但這種能力也不一定能轉(zhuǎn)變到新的環(huán)境。 ?

? 另一方面是社會因素。我們制造機(jī)器人來為我們服務(wù)，對于所有這些關(guān)鍵操作，作為一名機(jī)器人專家，我知道是人在做最后的決定。 您認(rèn)為地下挑戰(zhàn)賽能夠解決機(jī)器人技術(shù)遇到的重要挑戰(zhàn)嗎？ 科斯塔?亞歷克西斯：有一件事，我為我的團(tuán)隊感到非常自豪，那就是地下挑戰(zhàn)賽證實，在任何條件下，都可以部署腿式機(jī)器人系統(tǒng)。（Cerberus團(tuán)隊在決賽中部署了瑞士機(jī)器人公司ANYbotics的4個ANYmal C四足機(jī)器人。）在地下挑戰(zhàn)賽之前，我們知道腿式機(jī)器人在研究領(lǐng)域非常出色，但現(xiàn)在我們還知道，如果需要應(yīng)對復(fù)雜的地面或地下環(huán)境，那么把腿式機(jī)器人與無人機(jī)結(jié)合起來，可以做得更好。 ?

地下挑戰(zhàn)賽推動了一些技術(shù)的發(fā)展，我們什么時候才能看到實際的應(yīng)用？

科斯塔?亞歷克西斯：我認(rèn)為通過地下挑戰(zhàn)賽實現(xiàn)商業(yè)化的速度比通常的研究活動要快得多。我的觀點，時間尺度可以按月計算，也許是一年左右，不會是很多年，通常我在這方面比較保守。 在救災(zāi)方面，我們關(guān)注的是責(zé)任。我們要系統(tǒng)達(dá)到幾乎100%可靠。這就涉及很多方面，因為你要展示、認(rèn)證和保證你的系統(tǒng)能夠在各種不同用例中工作。關(guān)鍵的問題是：你能信任它嗎？這需要很長時間。DARPA通過地下挑戰(zhàn)賽打造了一個廣闊的前景。我相信會找到實現(xiàn)這一愿景的途徑，但在用于救災(zāi)之前，我們將首先在工業(yè)中看到這些機(jī)器人。 作者：Evan Ackerman

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編輯：黃飛

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