NASA的3個機器人去上大學，它們會學到什麼？

通常，當你的實驗室來了一個新的機器人，你肯定異常興奮。而這個機器人越昂貴，就越令人興奮。波士頓動力（Boston Dynamic）公司的ATLAS機器人可能是個例外，美國航空航天局的Valkyrie機器人一定是有史以來最昂貴的人形機器人之一，去年，美國航空航天局答應送（至少出借）三個Valkyrie機器人給四所大學，希望它們學習一些新的技能。
在過去的幾個星期裏，美國馬薩諸塞洛厄爾大學、波士頓馬薩諸塞的東北大學、麻省理工學院和蘇格蘭的的愛丁堡大學都收到了高大上的新機器人。我們採訪了馬薩諸塞洛厄爾大學的Holly Yanco、東北大學的Taskin Padir、愛丁堡大學的Sethu Vijayakumar和麻省理工學院的Russ Tedrake，問了他們收到這麼炫酷的太空機器人有什麼想法。同時，我們還問他們什麼，他們告訴美國航空航天局他們打算用機器人來做什麼，而他們實際上打算用它來做什麼。美國航空航天局會很高興地得知，兩者的差別並不是很大。


2013年，我們第一次在美國宇航局在休斯敦的約翰遜航天中心遇到了Valkyrie，我們得知，它被設計成易於拆卸和重新組裝。看到這些各個部件的機器，慢慢地組裝成機器人，十分炫酷。下面是一個Valkyrie在馬薩諸塞組建的視頻：

忠實的Valkyrie粉絲立馬就會注意到了這個版本的Valkyrie（“部件D”）有一定的升級。最值得注意的是，機器人的頭部已被重新設計，以適應多傳感SL相機和LIDAR隊列，和ATLAS的“頭部”一樣。同時，Valkyrie腿部的相機被拆掉了，骨盆的運動範圍增大了。織物腿套都換成了塑料外殼，採用了新的風扇，以幫助保持機器人涼爽，從而完成更多動態行走任務。還有一些其他小的升級，例如Valkyrie的模塊，電池更安全，但最重要的就是多重感應，因為它可以使對ATLAS做過感知體驗的人們，更容易適應與Valkyrie工作。

這種特殊的Valkyrie將住在NERVE（New England Robotics Validation and Experimentation新英格蘭機器人技術驗證和實驗）馬薩諸塞洛厄爾大學，基本上是機器人的測試樂園。美國航天局撥款的一部分，使團隊可以參與到美國宇航局的太空機器人挑戰賽來。

同時，另一Valkyrie抵達愛丁堡大學的愛丁堡機器人中心，也被組裝成功。

在愛丁堡，這Valkyrie機器人中心的掌上明珠。周圍是世界一流的機器人技術研究和試驗設施，愛丁堡也有足夠的資金，可以在未來十年培養80餘名機器人博士研究生。在結束了經過多年與美國航天局的密切合作，Valkyrie在這裏會有一個新的未來。

最後，第三個Valkyrie在MIT交付給了Russ Tedrake：

除了“重要太空項目”的貼紙，視頻裏另外要關注的是，在大約45秒時，仔細看Valykrie的胸部內側。你可以清楚地看到那些推動機器人的胸脯的致動器，那些胸部可不是用來作秀的。

有關Valkyrie的任務，我們採訪了馬薩諸塞洛厄爾大學的Holly Yanco、東北大學的Taskin Padir、愛丁堡大學的Sethu Vijayakumar和麻省理工學院的Russ Tedrake。
IEEE Spectrum：你是如何從美國航天局申請獲得Valkyrie，和你打算用機器人來做什麼？

Taskin Padir：我們認為Valkyrie或類似的平台將在未來的火星和太空探索任務中發揮作用。宇航員在太空中執行的最常見任務就是修理。因此，我們將集中在涉及這方面的操縱和運動。具體而言，我們工作的任務，如維護太陽能電池板（例如沙塵暴後擦落沙子），修復電子面板（可能是空間任務棲息地或飛船或火星車的一部分），探索新領域並收集樣品。在這些任務的工作中，我們將擴大在DRC的研究專長約束運動控制及抓取不明物體。其總體目標是開發可靠、快速、規避風險的具有自主操縱和控制能力機器人。（DRC：DARPA Robotics Challenge機器人挑戰賽)

Holly Yanco：在DRC總決賽研討會時，Taskin Padir和我第一次談到提交提案申請Valkyrie。 Taskin曾帶領WPI / CMU DRC的團隊，我曾經帶領專門研究人類與機器人互動的DRC團隊。Rob Platt（美國東北大學）也加入了我們的團隊，把他的專業知識帶過來。除了我們的研究能力，我們的團隊也有一個1萬平方英尺的機器人測試環境，在這裏Valkyrie可以自由地生活。

我們的任務之一就是幫助美國航天局設計和試驗太空機器人挑戰賽。在這項工作的初始階段，機器人將大大減少完成任務的自主性，而在真正比賽時，就恰恰相反。
Sethu Vijayakumar：我的觀點是，我們對Valkyrie的研究不一定侷限於在太空領域的挑戰。雖然SRC規定了一些有趣的挑戰，我們有自由（相對於其他美國隊）去研究一些平行的方向。我很熱衷於探索的一個方向是數據驅動的動態學習以補充基於模型的控制方案，如果你想在不同的引力場操作機器人，這點尤為重要。

現在還早，我不想去猜測我們將嘗試的異國情調、花哨的東西，我們要現實一點，這個平台的挑戰需要加速完成，而大學研究團隊的規模和資金卻有限制。不過，我希望一些這方面的研究轉化為更接近人類與機器人的交互場景。

RussTedrake：我們對機器人有宏偉的計劃。除了解決控制的基本問題，我還要突破硬件的限制，多接觸運動方面像爬梯子，靈巧地操縱。這也是與Leslie Kaelbling和Tomas Lozano-Perez結成團隊，把他們的更高級別的自主研究與我的團隊的低級別規劃、控制結合在一起的機會。

這個機器人比ATLAS有更多大量的可用傳感器，包括聯合側位置和扭矩感應，保真度更高的轉矩控制。我相信，這對一些我們想嘗試的控制方法是非常有利的。不足之處是它可用的功率更少，而且相對遠端質量更大。這可能會限制其執行步驟恢復（你的腳移動地不夠快）的能力。這是一個權衡，我們很高興能對其評判。

IEEE Spectrum：你打算與具有Valkyrie機器人的其他實驗室緊密合作嗎？

Taskin Padir：會的，因為這對我們來説不是比賽。當我們專注於研究和託管SRC團隊時，已經與其他大學在該項目上進行合作。我相信每個團隊都會帶來獨特的方法。

Holly Yanco：我們確實計劃在團隊之間共享軟件。 美國航天局已經設立的團隊相互之間以及與美國航天局的溝通，並且還建立了代碼庫，以方便羣體之間共享。

RussTedrake：當然。我們已經在Github共享了我們類人型機器人項目的DRC代碼。Maurice Fallon是在麻省理工學院的DRC隊員，現在與Val一起在愛丁堡工作。在我們等待機器人到來的時候，他的團隊已經推動開放式的類人型機器人。我們已經與東北大學交談，找出我們如何與他們合作的方法。
SethuVijayakumar：自從大約一年前，我們一直建立一個共同的軟件基礎：用户界面（MIT Drake為主），下半身控制軟件（IHMC SCS為主），和規劃軟件（愛丁堡Exotica規劃，實時執行模塊）與四個合作伙伴共享，包括美國航天局、MIT和IHMC。所有的核心開發都是這些合作夥努力的成果，團隊協作對這種規模的項目是必不可少的。我們還將與東北大學合作，作為SRC努力的一部分。


IEEESpectrum：除了你告訴美國宇航局你對Valkyrie的計劃，你認為對機器人來説還有什麼有趣的嘗試？

SethuVijayakumar：我們要專注的一個領域是動態的，計算效率的重新規劃以處理動態對象。也許還有操控和平衡，當我們拋出一些球的時候，機器人需要避免它們。我們現在會堅持使用海綿球，直到我找到另外幾百萬美元的投資，否則把機器人弄壞了真心賠不起。
Taskin Padir：這些想法很多。我們感興趣的是，可以使用Valkyrie實際和真實場景。例如，在家裏看到機器人做一些日常生活的活動，將是十分有趣的。

Holly Yanco：我們關於機器人的第一段是將Valkyrie的立體相機發送到Oculus Rift。Taskin Padir和我去年十二月有幸訪問南卡羅來納州的薩凡納河站點，參加Richard Voyles舉辦的美國國家科學基金會資助的研討會。我們花了四天學習有關機器人可以幫助排除污染和解除運作的挑戰。（decontamination and decommissioning以下簡稱D＆D）其中一項任務是D＆D為美國宇航局任務製造鈈-238手套箱。Taskin和我都認為這個應用是部署像Valkyrie這樣機器人的好地方。目前，人們正在做D＆D工作，我們設想派遣機器人做該工作，由人類在輻射區域之外控制。

RussTedrake：我真想把硬件推到極限，執行非常動態的任務。

via spectrum


資料來源：雷鋒網
作者/編輯：潔穎