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与机器人“美人鱼”游泳:与斯坦福大学的深水探索者近距离接触

放大字体  缩小字体 2022-10-31 15:12  浏览次数:78 来源:大国新闻网    

这可能是一个阳光明媚的下午,在斯坦福学院的娱乐中心,我正准备和一个机器人一起去游泳。我从Sports basement的一个和蔼的人那里租了潜水服(“你可以用它浏览一下,但我对机器人潜水不是很确定,”他告诉我),我还配备了一个GoPro相机,以便抓拍与“有问题的机器人”的特写镜头。

我是来看看OceanOneK的,这是一个深海机器人,由斯坦福机器人实验室的工作人员生产,由机器人专家乌萨马·哈提卜领导。这个人形机器人能够下潜到1000米深(因此得名“OneK”),也可以下潜到大约每英里50%的深度。它设计成机器人的外形,为你提供类似人类的控制——它有一个可移动的头部,配有两个立体摄像头,两个手臂可以到达并用手指操作物体。

机器人全身的螺旋桨帮助它在水中移动,但机器人真正的天才在于触觉控制。在室外,人工操作人员通过使用自由移动的操纵杆来指挥机器人并移动其手臂,尽管立体相机提供了水下景观的三维视图(操作人员可以通过分离屏幕观看两个数码相机输入,或通过佩戴3D眼镜观看整个深度)。

其策略是,机器人可以下潜到人类无法下潜的深度,同时还能提供你从人类潜水员那里获得的那种敏捷性和灵活性。

“大洋1号实际上就是你的手臂和眼睛,”哈提卜说。“这真的是你在水里的化身。”

机器人作为一个被公认为OceanOne的原型开始了生活方式。在第一次增强和测试后不久,哈提卜和他的团队于2016年带着OceanOne在地中海进行了一系列潜水。虽然这种方式奏效了,但工作人员意识到他们需要深入水下。因此,哈提卜开始了OceanoneK的工作,这是一种新的、更强大的机器人,可以比第一个机器人深入近10分钟,并进行更多的研究。

但可能还意味着要重新设计机器人以承受大约100种情况下的大气压力,这是第一个机器人所承受的。为了做到这一点,哈提卜和他的团队在机器人的手臂上装满了油,并安装了特殊的弹簧机构,可以压缩油,以匹配周围的水压。这种风格和设计不仅保护了手臂内的敏感电子元件不被压碎,还允许机器人漂浮。

但为什么一开始要造一个人形机器人呢?目前,有专业的机器人和深海探索机动车辆能够在水下生存,不需要像明亮的橙色机器人海王那样瞭望。

根据哈提卜的说法,种类遵循目的,特别是调查复杂的深海环境,如沉船和管理文物或珊瑚等敏感物体的手段。

“在这种情况下,你不能只用一只胳膊或一只手操作。如果你把你的手臂放在你的背部,并考虑你可能会如何做事情,这是真的很难。所以你需要两条胳膊,”他解释道。“当你移动的时候,你必须看到你的手。你已经有了人类的高等系统。但请记住,这是一条美人鱼,它真的不是人。我们没有把腿放在上面。”

2022年,哈提卜和他的工程系学生团队将OceanoneK带回地中海,在不同深度测试机器人。对哈提卜来说,最重要的是潜入水下500米的一艘意大利蒸汽船“勒·弗朗西斯科·克里斯皮”号的残骸。

“接近Crispi是我经历过的最突出的考验之一,”哈提卜说。“你通过机器人的眼睛捕猎,你看到机器人的手指,现在它们是你的手指,你正在重新定位它们。”

回到斯坦福大学,我拿到了泳池边的控制装置,控制着OceanOneK。看着机器人的手掌在我面前伸展,它的手指随着我手掌在控制装置上的张开和闭合而张开和闭合,感觉很超现实。

但最引人注目的是拉上我的潜水服并潜入水中。近距离靠近水下的机器人,看到它的样子真是令人惊叹——就像我和一个潜水伙伴一起游泳(尽管那个人可以保持呼吸扩张)。

虽然大学娱乐中心的游泳池是水下沉船的延伸,但很容易看出OceanoneK将如何彻底改变深海勘探。虽然我们可能无法免费潜入水下500米去看一艘历史悠久的沉船,但OceanoneK可以让我们离得近、个人化,为我们提供接近真实点的体验。

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