機器人的水陸功夫

（2016-05-11）人形的機器人越來越普遍，各式各樣長相，在展覽會上向你問候聊天，但真正能做多少工作，甚至能否輕鬆做到我們日常的動作？仍然是個挑戰。

（2016-05-11）1664 年在法國南方沈沒的路易十四「月亮」(La Lune) 號帆船，船內有多少寶藏，350 年沒人知道，直到最近「海洋一號」(OceanOne) 潛水深入海底，取出當年的瓶罐，這些用品現在當然都是寶藏。
 
海洋一號不是潛水人，也不是潛水艇，是人與艇加起來的潛水機器人，由美國史坦福大學教授 Oussama Khatib 在實驗室發展，然後到海上實習。
 
人形的海洋一號，裝有推進器，有不受洋流衝擊的平衡功能，同時傳回立體影視給遙控的操作員，人機合作作業。
 

(海洋一號，圖片取自英國國際商業時報 ibtimes.co.uk)
 
海洋一號的雙手有力量感應器，把力道的觸覺回傳，讓用搖桿的操作員感受到好像自己真的潛水。教授說這種有感覺的虛擬潛水，創造了新的知覺領域，讓人與機器人進一步有智慧的合作。
 
海洋一號有自動功能，可以感覺到水流來矯正位置，也可以避開水中的障礙。但也可以完全由人工控制，做水裡精細工作，機器人承受水的壓力遠大於人類，適合深海的工作，像是修復海底油井，或是海底電纜。教授說尋寶當然不是重點，重要的是因此開創人機合作的新領域，替代人類在水中的危險工作。
 

（海洋一號從沈船取出罐子，圖片取自英國國際商業時報 ibtimes.co.uk）
 
人形的機器人越來越普遍，各式各樣長相，在展覽會上向你問候聊天，但真正能做多少工作，甚至能否輕鬆做到我們日常的動作，仍然是個挑戰，即使背後用人操縱，機器人的手腳還是不夠靈活，尤其是在流動不確定的水裡工作，難度更高，人機的搭配是重要的一環。不久以後，海洋一號即將回到史坦福機器人試驗室，繼續研究實驗。
 
機器人在水裡固然活動困難，在陸地上是否容易一些？一年以前，美國國防部外圍組織「國防先進技術計畫局」(DARPA) ，舉辦了一次機器人挑戰競賽，目的與海洋一號相同，在通訊不良的情況下，進入災難現場，搶救修復災害造成的損壞，特別是不適合人去的環境，像是深入核能設施。競賽的項目對人類已經不太容易，對機器人確實是挑戰。
 
競賽有八個項目：
1.進入一輛汽車，開到一個定點。
2.下車，走過瓦礫堆。
3.清理門前通道的障礙。
4.開門，進入屋內。
5.找到漏水的管子，關掉圓形的水源開關。
6.連接一個管子、或電線。
7.爬一個梯子。
8.在現場找到工具，把水泥牆打洞，從洞裡鑽出來。
 
競賽標準雖然如此，比賽現場卻有些通融，像下車之後並沒有瓦礫堆，水源開關只有一個不必尋找，連接電線改做拔下電源插頭、插到另一個插座，爬梯子也僅有四階，打洞也僅是在牆上畫一個人頭大小的洞，不必鑽出去。
 
參加比賽的機器人有 24 組，每組一個機器人加一組遙控人員，比賽的目的期望機器人盡可能自動工作，但不排除與人類互動，所以允許幾千尺以外的遙控，通訊信號也減弱，來模擬災難現場。
 
比賽規則很簡單，在一小時內最快完成最多項目的獲勝，結果由韓國科技學院的 Hubo 機器人優勝，獲得 200 萬美元獎金。Hubo 優勝的特點在手腳有四個輪子，雙手放在膝蓋上，就成了四輪車，走的比別人快，讀者可觀賞文後非常有趣的一段影片。
 

(Hubo 跪著開門。取自 s3.amazonaws.com)
 
優勝的前幾名都各有特色，但也產生許多趣事，有的花很長的時間才把門打開，每有動作過於花俏跌倒，甚至摔壞四肢或零件，讓幾千名在場觀眾唉聲嘆息。有一個機器人跌倒之後，又設法站了起來，大家無不稱奇，也認為應該這樣，因為去救人的先要會救自己。
 
儘管這次競賽生動有趣，DARPA 的競賽主持人 Gill Pratt 說在自動化的層次上，這些機器人即使有時做出小聰明的動作，實際上仍然相當有限，「它們大多是玩偶」。可見與影劇裡的機器人，還有一段很長的距離。
 
影片一：海洋一號研發、訓練、與沈船實驗。取自 Youtube。
 
 
影片二：機器人挑戰第一名 Hubo 比賽動作實況。取自 Youtube。
 
 
*本文取材自2016年5月9日「那福忠週一論壇：機器人的水陸功夫」
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