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圖片來源：IEEE Spectrum。
如果你去年在漢堡IROS機器人盛會聽過Oussama Khatib的演講，你應(yīng)該對他說的“瘋話”應(yīng)該還有印象。會后，我們立刻當(dāng)然把Oussama堵住了：你說潛水機器人啥？！原來，這個叫做OceanOne的機器人與法國方面合作，參與了一個絕密項目，現(xiàn)在該項目正式解密了，我們終于可以看看他們搞了什么鬼。
最開始，OceanOne并不是考古機器人——阿聯(lián)酋的阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）提出概念構(gòu)想，作為一種監(jiān)測紅海中深海珊瑚的方式。KAUST紅海研究中心的海洋科學(xué)助理教授Christian Voolstra去年在一次采訪中說道了這個概念的來源：
“目前人們使用一種叫做ROV（遙控操作車）的設(shè)備，是由靈活度有限的兩個機器人臂組成的小潛水艇。使用ROV檢查脆弱精巧的珊瑚群還是很有問題的。KAUST電子工程學(xué)院的Khaled Salama教授認(rèn)識斯坦福大學(xué)的人，可能可以幫助我們創(chuàng)造一種新的機器人交互系統(tǒng)。我們和斯坦福團隊的人聯(lián)系，告訴他們我們對于目前有的工程解決方案非常頭疼。他們說‘好，我們知道如何做機器人......何不做一個水下機器人？”
OceanOne和傳統(tǒng)的水下ROV不同，從很多層面上都比ROV好多了。它更加小，大約和真人潛水員差不多，大約5英尺高（大約一米五），可以非常靈活。機器人有一層油防護(hù)，而不是用空氣做防水，這樣不用壓縮，讓機器人最多可以進(jìn)入2000米的水深（！）。OceanOne專門設(shè)計用于在狹窄空間內(nèi)精確操作，它有8個推進(jìn)器，可以在水流中自動保持穩(wěn)定。使用目前的水下設(shè)備時，“大部分時間都是用來保持機器人穩(wěn)定，”Voolstra博士告訴IEEE Spectrum，“而不是專心在研究任務(wù)上。”
機器人最突出的特點是一對柔軟、有彈性的手臂，明顯代表了Meka Robotics在被谷歌收購前最后的項目。手腕里有力量傳感器，最終的目標(biāo)是要在每個手指里都加入觸覺傳感器。有了裝滿傳感器的手臂、手和腦袋，OceanOne的形狀非常像人，這也是與現(xiàn)有的ROV相比OceanOne的顛覆之處。
傳統(tǒng)的ROV是一個超級大塊頭的潛水艇一樣的東西，有幾個可以抓的手臂。對于石油鉆井之類的功能挺不錯，但是對于脆弱精巧的珊瑚和水下考古環(huán)境，你做好準(zhǔn)備和珊瑚寶貝們說再見吧，因為一定會被這些粗魯?shù)臋C器狂暴地撞壞。而且操作的方式也非常不自然，沒有對待易碎物品所需的控制和反饋。
圖：Frederic Osada和Teddy Seguin。圖片來源DRASSM。
OceanOne代表了水下機器人的一種新方法：遠(yuǎn)程監(jiān)控。它的設(shè)計類似人類，因為這讓人容易使用。OceanOne給人的視角與你看到自己手臂的視角類似。因為使用了觸覺反饋，要抓起不物體而不捏碎東西變得非常簡單和自然了，即使是對于沒有很多操作經(jīng)驗的人都可以。
這大致來說就是支持人形機器人的原因，即便這在設(shè)計上得有所妥協(xié)，因為增加了復(fù)雜度，且沒有為某個專門的任務(wù)最優(yōu)化。例如，如果你想從輪船殘骸中拿起一塊陶器，有兩只手并且有觸覺就非常理想，只要人在控制機器人。對于一個全自動化系統(tǒng)這不一定是最好的方法，但是對于OceanOne（至少在可預(yù)見的未來）運行得挺好。
OceanOne的第一項任務(wù)是La Lune，國外路易十四的旗艦大船，在1664年與法國南部海岸外20英里沉入100米深的水底。100米聽起來可能不怎么樣，但是我們咨詢的潛水專家說，如果沒有強度很大的訓(xùn)練和許多幫助人生存的特殊設(shè)備，人類很難去到這樣的深度。我們很高興地看到，機器人沒有出現(xiàn)什么問題。從新聞發(fā)布來看：
“在一隊研究過遺址的深海考古學(xué)家?guī)椭拢琌ussama Khatib發(fā)現(xiàn)了一個葡萄大小的花瓶。他精準(zhǔn)地懸浮在花瓶上空，伸出手、感受到它的形狀和重量，然后伸出一根手指來拿住花瓶。他游去一個修復(fù)籃，輕輕將花瓶放入，蓋上蓋子。然后他站起來，與他周圍的幾十個考古學(xué)家和工程師們擊掌。”
“我們以非常自然、非常有意義地方式將人與機器人結(jié)合在一起。人類可以為機器人提供直覺、專業(yè)和認(rèn)知能力。”Khatib說，“兩者共同帶來了一種很好的結(jié)合。人與機器人一起可以進(jìn)行對人來說比較危險的工作，同時人類也在那兒參與。”
在拿取花瓶時，大家非得讓Khatib展示這項特異功能：當(dāng)OceaOne游泳穿過殘骸時卡在了兩個大炮之間。反方向發(fā)射推進(jìn)器也出不來，所以Khatib控制了手臂，讓機器人動起來，做了類似俯臥撐的動作，然后OceanOne就成功脫身了。 
OceanOne現(xiàn)在還是原型，KAUST的Voolstra博士解釋道“我們的計劃是進(jìn)行一系列實驗來體現(xiàn)機器人雙手的靈活性和敏感度。”一旦機器人試驗成功，Voolstra博士希望用它來研究中光度珊瑚礁，生長的位置對于使用潛水裝置的人類來說太深了。我們對于這些珊瑚的認(rèn)識還很少，但是隨著世界上珊瑚越來越少，它們也許可以是一個獨特的珊瑚避難所。Voolstra博士說：
“我們尤其希望進(jìn)行的是珊瑚的深入原位生理研究。例如，不同深度中不同珊瑚物種的原位熒光測量，將讓我們了解中光度珊瑚的低光適應(yīng)與繁殖潛力。目前研究深海物種的慣例是將它們從海里拿出來，到水面上來觀察，但是這意味著你將它們帶離了它們的自然環(huán)境。直到現(xiàn)在，我們還不能不經(jīng)干擾地在他們的自然環(huán)境研究它們。”
我們好想看到OceanOne未來還有什么潛力。它代表了深海水下操作的全新方法，看起來很酷，也不會弄壞東西。新聞發(fā)布的感覺是，我們未來會看見一隊機器人共同工作，做點嚴(yán)肅的研究，或者，打撈幾只海底美人魚？
via IEEE Spectrum
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