机器人牛仔竞技,各位!

这就是警察、军人和科学家们一起玩昂贵的机器人时会发生的事情。
Remotec

周三上午10点,我正看着一个机器人用棍子戳一个森林迷彩背包。在新墨西哥州阿尔伯克基市南部边缘,在一片炎热的沙漠地区,十几名警察、军人、国家研究人员以及三名汗流浃背的记者聚集在这里玩机器人。

欢迎来到机器人牛仔竞技赛,这是一场年度比赛,其荒谬程度既比听起来的更甚,也比听起来的更浅。更荒谬的是,在五天的时间里,有正当职业的成年人(军事技术员、警官)使用极其昂贵的机器人(上图中的机器造价10万美元)来解除虚假的威胁(针对虚构的“MIB总部”的炸弹袭击,这可能也是或不是对《黑衣人》的俗气引用)。

不那么荒谬的是其意义:执法机构和军队使用机器人来应对可能导致人员伤亡的危险情况。但是,机器人是复杂的技术,需要在各种牵强附会的场景下进行测试。在这里的沙漠中解除“炸弹”,那么你就能更好地应对真实的炸弹威胁。

***

新墨西哥州多纳安那县的一个拆弹小组收到了以下虚构简报:一辆汽车开到MIB总部,一名乘客下车,将一个背包扔过围栏。汽车被找到了,但乘客逃跑了。现在已被拘留的司机警告说,车里有陷阱和一个更大的炸弹。该小组有90分钟的时间来应对威胁。

该小组立即派出了他们的Remotec HD-1去处理扔过围栏的包裹。和牛仔竞技赛中的大多数机器人一样,HD-1通过履带移动,并有一个带摄像头的强大抓取臂。

因为“MIB总部”实际上只是一个大拖车,所以机器人面临一个棘手的问题:炸弹掉到了卡车下面,而且一个低垂的金属横梁每次都挡住了Remotec的摄像头,无法前进抓取包裹。于是,小组想出了一个有创意的办法。机器人抓起一块附近的木头,开始用它戳背包。

The Remotec HD-1
Kelsey Atherton

尝试了几次不同的角度,又换了一根棍子后,机器人终于能将可疑包裹从卡车底下推出来。然后它开离了总部,假炸弹悬挂在它的爪子上。

挑战只完成了一半。陷阱车仍然是一个威胁,而且情况更糟,所有的车门都锁着。第二台机器人开了过来,Remotec Andros F6A,它是戳背包的HD-1的更大、更老的“兄弟”。(Andros F6A的酷之处:它可以通过一套额外的、更窄的、紧贴身体的履带爬楼梯。)第二台机器人开始执行一项困难的任务:在没有手,也没有深度感知的情况下打开车门把手。团队只剩下58分钟的时间。

20分钟里,机器人来回移动,调整爪子的角度,时高时低,戳着车身,刮着车门。这个任务似乎需要比Andros F6A所能提供的更精细的操作。(早些时候试图完成这项挑战的一个小组低估了他们机器人的力量,不小心弄断了一个车门把手。)最后,经过巨大的努力,爪子终于卡住了车门……

Latched onto the car door handle
Kelsey Atherton

……并用精巧的动作,将其打开了!

Door opening success!
Kelsey Atherton

任务基本完成!可疑包裹被取出,车门也被打开,多纳安那县小组不再面临从困难地点取回炸弹的新颖问题,转而着手处理更常规的任务(至少对拆弹小组来说),即解除模拟爆炸物。

* * *

在机器人牛仔竞技赛的其他地方,一项独立的任务正在进行。在栏杆和围栏之间的狭窄缝隙中,又发现了两个可疑包裹,同样装在背包里。这条路几乎和人行道一样窄。第一个炸弹被发现在地上,并被迅速取走。然而,第二个炸弹却更加棘手。包裹悬挂在围栏顶部,难以够到,而且移动起来也很危险。

新墨西哥州法明顿的拆弹小组和科罗拉多州卡森堡的第62爆炸物处理连(EOD Company)联手,部署了军用和民用机器人组合。法明顿派出了一台Remotec F6A,卡森堡则派出了Talon,这是一款更小的履带式机器人,曾在伊拉克拆除简易爆炸装置,并帮助勘察了日本福岛核事故现场。

这项挑战需要一项特殊的绳索和滑轮操作,对于人类来说很简单,但对机器人来说却极其复杂。任务的第一部分是需要在两个轨道上的钩子上安装登山扣,这样拉动的绳索就能将包裹拖到路径的远端。这是机器人安装登山扣的样子

Talon and Remotec set a carabiner
Kelsey Atherton

操作这些机器人的一个棘手之处在于,它们一次只能用一个摄像头观察。在上图的图像中,Talon在后面,为Remotec在尝试将登山扣钩到挂环上时提供更大的背景和额外的视觉输入。(这就像人们只有在旁边有人站着时才有深度感知一样。)

一旦登山扣钩住了轨道,下一个困难的任务是将正确的钩子挂到背包上。同样,Talon充当着观察员的角色,Remotec尽可能地将机械臂伸到最高处。包裹仍然够不到,但Remotec还有最后一招。机器人的一组履带收缩起来,将机器抬高了六英寸。(想象一下机器人踮着脚尖站立。)这个额外的升高让机器人的手臂能够抓住背包。

Remotec Hooks The Package
Kelsey Atherton

拉动绳索,背包沿着地面滑动,离开了狭窄的通道。将包裹从围栏上取下只是倒数第二步;接下来,小组需要弄清楚里面到底是什么。Talon将包裹带入一个帐篷下设置的Open Vision Live Video X-ray系统,正如你可能猜到的,该系统提供了包裹内容的实时X光视频。

TALON X-Rays the Suspicious Package
Kelsey Atherton

里面是一个圆柱体,小组称之为管状炸弹。挑战完成!来自桑迪亚国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室的评委们就管状炸弹的处置问题进行了几项后续提问,然后,两支拆弹小组的任务就完成了。

明年,这些团队和他们的机器人将在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯再次举行牛仔竞技赛。(我正为拆弹无人机而祈祷。)尽管这项比赛允许军事人员、警察和研究人员测试拆弹机器人的极限,但其最大的好处在于教会团队在紧急情况下想出创造性的解决方案。即使技术每年都在进步,机器人仍然只与其人类操作员一样好。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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