2011年3月份大地震引發(fā)的海嘯重創(chuàng)日本福島核電站后，日本政府曾考慮派機(jī)器人首先進(jìn)入核電站進(jìn)行檢測、評(píng)估損失以及進(jìn)行可能的修復(fù)工作。但是機(jī)器人未能完成任務(wù)，最終人類不得不承擔(dān)大部分危險(xiǎn)工作。

自那以后，美國國防部下屬的國防高等研究計(jì)劃署（DARPA）就致力于打造更強(qiáng)大的機(jī)器人?，F(xiàn)在，DARPA舉行全球機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽，研發(fā)那些能在核事故、地震以及海嘯等危險(xiǎn)情況下執(zhí)行救援任務(wù)的機(jī)器人。

這些機(jī)器人需要測試開門、打開閥門、連接軟管、使用手頭工具切割嵌板、駕駛汽車、打掃垃圾、爬樓梯等任務(wù)。對(duì)于人類來說，這些任務(wù)非常簡單，但對(duì)機(jī)器人來說卻非常困難。

今年，全球25家最頂級(jí)的機(jī)器人研發(fā)機(jī)構(gòu)將參加于6月5日和6日在美國加州波莫納舉行的模擬救災(zāi)競賽，競奪總額350萬美元的獎(jiǎng)金。其中12支隊(duì)伍來自美國，其他參賽隊(duì)伍包括日本（5支）、歐洲（4支）、韓國（3支）以及中國香港（1支）。

要想取得參加DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽決賽資格，各隊(duì)必須證明他們的機(jī)器人可以執(zhí)行緊急切斷開關(guān)、俯臥位站立、行走10米而不倒、跨越障礙以及旋轉(zhuǎn)閥門360度的任務(wù)。冠軍團(tuán)隊(duì)可獲得200萬美元獎(jiǎng)金，亞軍和季軍則分別獲得100萬美元和50萬美元獎(jiǎng)金。

DARPA希望競賽中涌現(xiàn)出的技術(shù)可以給機(jī)器人領(lǐng)域帶來改變，促進(jìn)機(jī)器人在任務(wù)層面的自主發(fā)展，可在災(zāi)區(qū)的危險(xiǎn)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)等。以下是進(jìn)入決賽的25支參賽隊(duì)伍中最令人印象深刻的5大機(jī)器人：

▼CHIMP

CHIMP由美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)下屬國家機(jī)器人工程中心的Tartan救援團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，體積與人類大小相當(dāng)，擁有四肢。當(dāng)其站立時(shí)，身高為157厘米，體重180公斤。CHIMP不屬于步行機(jī)器人，而是擁有類似坦克的履帶。當(dāng)需要執(zhí)行操作電動(dòng)工具、旋轉(zhuǎn)閥門或其他使用手臂的任務(wù)時(shí)，CHIMP可以直立起來，通過履帶滾動(dòng)前進(jìn)。CHIMP的臂展可達(dá)3米，感覺就像猿類。這個(gè)團(tuán)隊(duì)由托尼·斯坦茨（TonyStentz）領(lǐng)導(dǎo)，他是國家機(jī)器人工程中心主任、卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所研究教授。

▼Momaro

Momaro是由德國波恩大學(xué)下屬NimbRo救援團(tuán)隊(duì)按照DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽要求特別設(shè)計(jì)的。它是一種半類人機(jī)器人，身體上半部安裝在靈活的混合移動(dòng)基座上。Momaro有4條腿，有導(dǎo)向輪直接驅(qū)動(dòng)。這可令它在崎嶇不平的地形中全方位移動(dòng)，也可以調(diào)節(jié)上半身的高度。為了克服更大的障礙物或攀爬樓梯，它的腿可抬起來邁步行進(jìn)。

Momaro的上半身有兩個(gè)成人大小、七自由度的擬人手臂。它還有四個(gè)可單獨(dú)控制的手指，每個(gè)有2個(gè)指節(jié)。它的上半身可扭曲延展，以擴(kuò)大控制空間。Momaro的頭幾乎由傳感器組成，包括可持續(xù)旋轉(zhuǎn)的3D激光掃描儀（可產(chǎn)生球狀視野）、8個(gè)全方位視場的彩色照相機(jī)、3部全景高清彩色攝像機(jī)以及廣角攝像機(jī)組成。此外，這個(gè)機(jī)器人還可以感知關(guān)節(jié)位置和力矩，裝備有慣性測量單元。

▼Walkman

Walkman是意大利技術(shù)學(xué)院與比薩大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的類人機(jī)器人。Walkman項(xiàng)目獲得歐洲資助，它從2014年開始，歷時(shí)4年，目的是研發(fā)災(zāi)難救援類人機(jī)器人。Walkman的原型與人類體形差不多，身高1.85米，臂展2米，體重118公斤。Walkman需要內(nèi)置2千瓦時(shí)的電池組提供動(dòng)力，它的身體有高功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，配有內(nèi)在彈性機(jī)制。

Walkman的感知系統(tǒng)包括傳感器、配備立體視覺系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)3D激光掃描儀的頭部模塊。此外，安裝在固定方向的彩色相機(jī)也可為其提供更大的視覺覆蓋范圍和操作空間。覆蓋全身的保護(hù)軟套可令Walkman承受住下墜影響。

▼Helios

Helios的大部分軟件都是美國麻省理工學(xué)院開發(fā)的，他們還創(chuàng)造出可了解機(jī)器人物理極限的工具，允許人類操作者評(píng)估未來機(jī)器人行為，以驗(yàn)證其安全性。這套系統(tǒng)的核心部分是逆運(yùn)動(dòng)學(xué)引擎（IK），它可計(jì)算機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度以便完成現(xiàn)實(shí)目標(biāo)，比如在空中定位機(jī)器人的手、保持機(jī)器人平衡、避免與其他物體碰撞等。

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出新的腳步算法，比如IRIS算法，可以計(jì)算凹狀安全區(qū)域的地形。機(jī)器人的平衡、行走、動(dòng)作都可由控制者完成。該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出估算工具，可將機(jī)器人關(guān)節(jié)位置傳感器、機(jī)載加速度計(jì)和陀螺儀以及激光測距儀等方面信息整合，確定機(jī)器人的狀態(tài)和精確度，評(píng)估可重復(fù)落腳的位置，甚至允許機(jī)器人無需與地面進(jìn)行任何接觸的情況下準(zhǔn)確地跟蹤自己的狀態(tài)。定制的用戶界面可從機(jī)器人狀態(tài)評(píng)估、激光掃描儀、機(jī)載照相機(jī)以及力量傳感器等集成信息，向人類操作員詳細(xì)信息。

▼Thormang2

Thormang2是韓國RobotisLtd研發(fā)類人機(jī)器人，身高160厘米，體重60公斤。RobotisLtd曾利用Thormang1機(jī)器人參加DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽，并根據(jù)其表現(xiàn)建立了新的團(tuán)隊(duì)，與韓國科技大學(xué)和韓國機(jī)器人協(xié)會(huì)共同研發(fā)機(jī)器人。Thormang2是Thormang1的升級(jí)版，盡管兩者身高體重基本相當(dāng)，但后者更強(qiáng)壯、快速和穩(wěn)定。模塊化是其主要特性。