DARPA机器人挑战赛,谁能夺冠?

99ANYc3cd6 机器人 3

DARPA机器人挑战赛是美国国防高级研究计划局举办的一系列机器人竞赛,旨在推动人形机器人技术在危险、不结构化环境中的发展,这项赛事因其在2025年的决赛而广为人知,被认为是机器人发展史上的一个重要里程碑。

DARPA机器人挑战赛,谁能夺冠?-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

背景与目的

核心动机:福岛核事故 DRC的直接灵感来自于2011年日本福岛第一核电站事故,当时,救援人员面临极度危险的辐射环境,但他们发现,当时世界上没有任何一个机器人能够进入建筑物内部、关闭阀门、搬运重物或连接电线,这些对人类来说很基本的任务,对当时的机器人来说却是巨大的挑战。

核心目标 DRC的核心目标是:

  • 加速研发: 通过设立极具挑战性的任务,激励全球顶尖的科研机构和企业,加快开发出能够在灾难现场执行复杂任务的机器人。
  • 解决关键技术瓶颈: 聚焦于当时机器人技术的薄弱环节,如自主导航、人机交互、精细操作和在不确定环境中的鲁棒性
  • 创造“有备无患”的能力: 为未来可能发生的自然灾害、工业事故或恐怖袭击,准备好能够替代人类进入危险区域的“第一响应者”机器人。

比赛结构与关键里程碑

DRC并非一次性比赛,而是一个为期数年的分阶段项目,以确保技术的稳步迭代。

第一阶段:虚拟赛 (2025年)

DARPA机器人挑战赛,谁能夺冠?-第2张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)
  • 形式: 完全在计算机模拟环境中进行。
  • 任务: 机器人需要完成一系列虚拟任务,如驾驶车辆、走过崎岖地形、使用工具等。
  • 目的: 降低参赛门槛,让更多团队(包括软件和算法团队)能够参与,筛选出最有潜力的算法方案。
  • 结果: 共有26支队伍晋级,其中也包括了后来夺冠的“团队KAIST”(来自韩国)。

第二阶段:预选赛 (2025-2025年)

  • 形式: 在佛罗里达州的一个废弃空军基地进行,使用真实的物理机器人。
  • 任务: 包含8项独立的任务,模拟灾后场景,
    • 驾驶车辆: 进入并驾驶一辆全地形车。
    • 行走: 在碎石瓦砾中行走。
    • 移除障碍物: 用工具(如电钻)移除一堵墙上的门板。
    • 开门: 打开一扇铰链门或推拉门。
    • 爬梯子: 上下一个梯子。
    • 使用工具: 操作阀门,使用电钻在墙上打孔。
    • 连接消防水管: 将消防水管连接到消防栓上。
    • 寻找并关闭阀门: 在一个房间里找到红色的阀门并关闭它。
  • 结果: 共有8支队伍成功完成所有任务,晋级到最终的决赛。

2025年决赛:巅峰对决

决赛是DRC的高潮,也是最令人印象深刻的部分。

比赛地点: 加利福尼亚州帕萨迪纳市的废弃街区,场景被精心布置成灾后的样子,充满了烟雾、噪音和模拟的放射性粉尘。

关键规则:

DARPA机器人挑战赛,谁能夺冠?-第3张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)
  • 通信延迟: 为了模拟真实的灾难现场(通信可能中断或延迟),机器人与操作员之间的通信被限制在1秒的延迟以内,这迫使机器人必须具备更强的自主性,而不是完全依赖“遥操作”(Teleoperation)。
  • “黑障”模式: 在比赛的关键环节,通信会被完全切断(“黑障”),机器人必须依靠自身的传感器和人工智能独立完成任务。
  • 有限电力: 机器人的电池电量有限,迫使团队在速度和能耗之间做出权衡。

任务设置: 决赛将预选赛的8项任务整合成两个连续的“科目”,模拟一个连贯的救援任务。

  • 驾驶

    机器人必须自主驾驶一辆全地形车,行驶约半英里,到达一个模拟的工厂建筑。

  • 工厂内部任务(最具挑战性)

    • 进入: 通过一个倒塌的墙体缺口进入建筑物。
    • 攀爬: 爬上一个楼梯平台。
    • 阀门操作: 找到并关闭三个不同类型的阀门(一个轮阀、一个杠杆阀、一个圆形阀)。
    • 工具使用: 使用电钻在墙上打一个指定尺寸的孔。
    • 线路连接: 将一根电缆插入一个插座。
    • 核心任务: 找到一个红色的“断路器盒”,并拉动相应的开关,模拟恢复电力。

参赛机器人与冠军

决赛的8支队伍代表了当时人形机器人的最高水平,包括来自美国、韩国、意大利、德国和日本的顶尖团队。

  • 主要参赛机器人:
    • ATLAS (波士顿动力): 由DARPA资助波士顿动力公司开发,是当时最先进的人形机器人之一,它采用液压驱动,力量强大但控制复杂,它的版本在预选赛和决赛中都有亮相,是“明星选手”。
    • DRC-Hubo (团队KAIST): 最终冠军,来自韩国KAIST大学的机器人,采用电动驱动,它有一个独特的设计——在移动时可以弯曲膝盖,像人类一样奔跑,这大大提高了它的移动效率,在决赛中,它表现稳定、高效,以最快的速度完成了所有任务,展现了卓越的工程设计和软件算法。
    • CHIMERA (SRI International): 采用轮腿混合设计,移动灵活。
    • RoboSimian (喷气推进实验室, JPL): 采用了非传统的人形设计,更像一只猩猩,有四条末端为夹爪的腿,它的优势在于稳定性高,不易摔倒。

冠军:团队KAIST 他们凭借其名为“DRC-Hubo”的机器人赢得了DRC的总冠军,并获得了200万美元的奖金,他们的成功不仅展示了机器人硬件的可靠性,更重要的是,证明了优秀的控制算法和任务规划软件对于实现复杂人机交互任务至关重要。


影响与遗产

DARPA机器人挑战赛对整个机器人领域产生了深远的影响:

  1. 技术催化剂: 它极大地推动了人形机器人的感知、控制、规划和人机交互技术的发展,比赛暴露了的问题,如机器人的脆弱性、操作效率低下和自主性不足,成为了后续研究的重点。
  2. 开源共享: DARPA鼓励各队共享他们的软件和经验,赛后,许多团队(如JPL)将其开发的软件(如RoboOS)开源,极大地促进了整个社区的进步。
  3. 行业标准: DRC设定了人形机器人能力的“黄金标准”,为后续的研发和评测提供了基准。
  4. 机器人明星的诞生: 波士顿动力的ATLAS机器人在比赛中(尤其是在摔倒后自己站起来的画面)通过互联网病毒式传播,让全球数亿人直观地感受到了机器人技术的魅力和潜力,极大地提升了公众对机器人的认知。
  5. 后续发展: DRC的经验和技术遗产,为后续的DARPA项目(如自动驾驶挑战赛对汽车行业的影响类似)以及商业机器人(如波士顿动力向商业化转型的产品)奠定了坚实的基础。

DARPA机器人挑战赛不仅仅是一场机器人竞赛,它是一个成功的国家层面的科技项目,它通过设立一个清晰、宏大且极具挑战性的目标,成功地将全球顶尖的智慧汇聚在一起,加速了关键技术突破,并为未来机器人在危险环境中的应用铺平了道路。

标签: DARPA机器人挑战赛冠军预测 DARPA机器人挑战赛夺冠热门 DARPA机器人挑战赛谁会赢

抱歉,评论功能暂时关闭!