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“这个世界需要能够遏制灾难的科技”

马尔科·胡特尔说:“我们还没有一个真正可以进入受损地点并在短时间内执行有意义任务的机器人。” Marco Hutter / rsl.ethz.ch

9/11恐袭事件暴露了对预防和减轻灾难的更精良机器人技术的需求,如用于搜救任务的机器人。然而一位瑞士顶级研究员透露,时隔20年,市场需求的低下及现场解决方案部署的困难都使进展变得艰难。

此内容发布于 2021年09月13日 - 09:00

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马尔科·胡特尔(Marco Hutter)任苏黎世联邦理工学院(ETHZ)机器人系统教授,他向我们讲解瑞士怎样在这样的不利环境下努力加快机器人的开发,以在紧急情况下与人类并肩工作。

瑞士资讯swissinfo.ch9/11袭击事件对搜救机器人-您的专业领域-产生了何种影响?

马尔科‧胡特尔:在我看来,9/11之后大家对开发搜救机器人的困难有了普遍认识,这可能是机器人学中最艰巨、最无序的领域之一。

20年前当双子塔和五角大楼遭到袭击时,还几乎没有机器人解决方案可供使用。时至今日,技术已经取得了进步,但是仍有很长的路要走。虽然你可以派无人机去进行评估,可是我们依然做不到真正地部署一个机器人进入受破坏区域,在短时间内执行有意义的任务。还需要很长时间才能有成熟的技术来实现这个目标。

马尔科·胡特尔任苏黎世联邦理工学院机器人系统教授。 ETHZ

如今环境及其他灾难对搜救机器人提出了极大需求,可是为什么机器人搜救任务执行起来却仍然那么复杂呢?

就技术层面而言,机器人的灵活性仍极富挑战性。如今我们能够在开放空间飞行无人机,或是让机器人在结构良好的已知环境中运行。可要让它们在坍塌的建筑物中运作,自然会有灵活性、环境理解或数据通信等各方面的挑战。

其次,机器人不但要能查看和观察周围的环境,还得以一种有用的方式与之互动,这点很重要。操作能力不仅至关重要,且极难实现。此外,每个动作都必须迅速完成,因为在紧急情况下,时间极为关键。

以上是些主要挑战,而且每一种情况都不一样,也无法预测。我们可以在某些情况下凭直觉即时做出决定,但机器人做不到。

如果发生类似9/11的恐袭事件,机器人能做些什么样的实际工作?

有两种可能的干预类型:一种涉及问题发生之前的遏制。从这个角度来看,信息技术中现代安全系统方面的技术已发生重大演变。第二种干预则发生在灾后阶段,用来减轻灾难后果。

在这方面机器人解决方案可以帮助评估形势,如借助无人机进行航拍,也可以向危险区域送入遥控地面机器人,来检查被炸毁的建筑物,甚至搜寻幸存者。

在2001年9月13日星期四这天拍摄的照片里,纽约世贸中心废墟依然冒着浓烟,救援人员仍在继续寻找幸存者。 2001 Ap

9/11事件是否凸显了这些困难,并加快了用于险要环境机器人的研究?

在一开始,9/11事件或福岛核泄露这类灾难往往会加速机器人等领域的研究,但随时间推移兴趣会逐渐减弱。放眼全球,福岛的灾难激发了美国国防高级研究计划局(DARPA)机器人挑战计划(该计划旨在推动灾害管理行动中有人监督的机器人技术创新)。

在瑞士,我们正通过“危险环境下的先进机器人能力”项目(简称“ARCHE”项目),在努力提高灾难救援机器人的效率与效果。这是一个常年计划,涉及大约百余名瑞士的研究人员和各个利益相关者,旨在测试和改善机器人对减灾活动的支持。

然而搜救机器人的市场并不巨大,这使得创业不太有吸引力。

这些解决方案如何在实践中得到检验?

每年夏天的7月间,我们都会参加瑞士西北部Wangen an der Aare地区为期一周的一个演习营。救援部队、消防员和其他组织也在那里进行训练,我们可以在倒塌、烧毁或被淹没的建筑物内进行模拟行动。通过这种方式,我们尝试了解机器人在实际环境下有何可能性。比方说,我们会模拟测绘一片区域以寻找放射源,使用远程操作的挖掘机来清除残骸,或将有腿机器人送入建筑物做初步评估。

该项目由瑞士国防部军需处(armasuisse)、苏黎世理工和工程师/救援/核生化(NBC)培训分队共同组织,参加者包括来自世界各地的大学生与研究人员,以及民间和军事救灾组织。我们希望越来越多的利益集团和第一反应者也参与到本项目中来,在真实的环境中测试这项技术。

奥地利和德国也有类似的项目,但瑞士的项目确实像是伞状项目,把全国各地该领域的所有研究都集中起来。

如果再次发生类似9/11的袭击事件,什么技术可被用来实施搜救工作?

首先,无人机已经成为一种标准工具,肯定会被用于空中的快速评估。此外,近年来由于机械腿的应用,我们还看到无人地面机器人的灵活性取得了长足的进步。我指的是类似动物的四足机器人,它们正被使用在现有一些最具挑战性的环境当中,例如矿井、下水道和森林等。

以我在苏黎世理工的团队和初创公司ANYbotics为例,我们共同开发了四足机器人“ANYmal”。借助它的四条腿,这个机器人能够穿越粗糙地形。如果要执行的探索任务是在不同或难以到达的环境中,且对人类存在危险,那么这种机器人就非常有用了。

马尔科‧胡特尔与“ANYmal”机器人在一起。这个四足机器人由他和他的团队在苏黎世理工的机器人系统实验室开发,能在困难环境中执行任务。 ETHZ

尽管有这些进展,您却说这些机器人没有市场。这是为什么?

问题在于谁会买这些机器人?警察、消防和救援部队资金不足是出了名的,当然,一些军事机构除外。此外,他们不可能购买研究样机,他们需要有牢靠的工作系统,而这造成了研究和所开发的解决方案在实地实施之间的鸿沟。正如我前面提到的,我们必须找到办法来销售机器人系统,用于挑战较小、可扩展性较好的市场,然后才可以作为牢靠、买得起的搜救产品使用。很遗憾,这需要时间。这就是为什么机器人技术的这一领域进展如此缓慢。然而,在当今时代,这个世界需要能够遏制灾难的科技。

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