WRC 2016｜Oussama Khatib 教授：“海洋一號(hào)”最大的技術(shù)難點(diǎn)是什么？

10 月 22 日，在世界機(jī)器人大會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，雷鋒網(wǎng)對(duì)斯坦福教授 Oussama Khatib 進(jìn)行了采訪(fǎng)，詢(xún)問(wèn)了幾個(gè)關(guān)于“海洋一號(hào)”的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

先簡(jiǎn)單介紹一下 Oussama Khatib：他現(xiàn)為斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授，致力于以人為中心的機(jī)器人方面的方法和技術(shù)研究，包括仿人控制體系結(jié)構(gòu)、人類(lèi)運(yùn)動(dòng)的合成、交互式動(dòng)態(tài)模擬、觸覺(jué)學(xué)、人性化機(jī)器人設(shè)計(jì)。Oussama Khatib 先生是施普林格手冊(cè)機(jī)器人手冊(cè)的合作編輯，并獲得了 PROSE 獎(jiǎng)。他是 IEEE 院士，也是一位杰出的講師、國(guó)際機(jī)器人研究基金會(huì)主席，并獲得了日本機(jī)器人協(xié)會(huì)頒發(fā)的研發(fā)獎(jiǎng)。2010 年，他獲得了機(jī)器人與自動(dòng)化機(jī)器人領(lǐng)域的 IEEE RAS 先鋒獎(jiǎng)；2013 年獲得 IEEE RAS 杰出服務(wù)獎(jiǎng)；2014 年獲得 IEEE RAS George Saridis 領(lǐng)袖獎(jiǎng)。

他所制造的“海洋一號(hào)”（Ocean One）機(jī)器人潛入到 100 米左右的海底，成功從一艘法國(guó)的沉船上打撈出完整的古董文物，令人驚嘆。“海洋一號(hào)”擁有令人難忘的人形外觀(guān)和靈敏的操控性能，為水下機(jī)器人展示了一種新的可能。（感興趣的讀者可猛戳：WRC 2016｜斯坦福教授Oussama Khatib：海底“阿凡達(dá)”如何在350年前的沉船上打撈一只古董花瓶）

下面進(jìn)入采訪(fǎng)正文。

雷鋒網(wǎng)：在制造“海洋一號(hào)”過(guò)程中，最困難的技術(shù)部分是什么？

最難的部分是：水。機(jī)器人在水下“存活”是非常困難的。你需要把機(jī)器人密封起來(lái)，每當(dāng)我們提到水下機(jī)器人，就會(huì)想到把所有的電子組件密封進(jìn)一個(gè)運(yùn)載工具（Vehicle）里。但是“海洋一號(hào)”不一樣，它不僅有運(yùn)載工具，還有肩膀、手肘等連在一起的硬件，并且相互間還要移動(dòng)。

這當(dāng)中我們使用了“油填充結(jié)構(gòu)”（Oil-filled Structures），當(dāng)外界水壓增加時(shí)，機(jī)器人內(nèi)部的油也會(huì)增加壓力，使得“海洋一號(hào)”的內(nèi)外壓力保持一致。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，來(lái)保護(hù)這種具有多關(guān)節(jié)系統(tǒng)里的固件。

另外一點(diǎn)的考慮就是，這種形狀的“海洋一號(hào)”不能造的太重。在水下，機(jī)器人有兩個(gè)“心”，一個(gè)是機(jī)器人本身的重心，一個(gè)是水浮力的中心，一旦保證了重心和浮心處在一個(gè)地方，那么機(jī)器人就能保持平衡，在水下愉快地“玩耍”了。

雷鋒網(wǎng)：根據(jù)媒體的報(bào)道，“海洋一號(hào)”最深可以下降到海底 2000 米，你們?cè)趺唇鉀Q通信問(wèn)題呢？

首先說(shuō)明一下，目前我們所造的機(jī)器人版本最多只能到水下 200 米，所謂 2000 米這個(gè)數(shù)據(jù)指的是“我們可以做到”，只要我們修改機(jī)器人內(nèi)部的油壓就可以。

通信這個(gè)問(wèn)題確實(shí)是非常重要的。我們采用的是無(wú)線(xiàn)光通信，并使用光的調(diào)制解調(diào)器，這可以讓你實(shí)現(xiàn) 10米、20 米的通信，并且還要依賴(lài)于水體的清澈度而定。所以大概在機(jī)器人光信號(hào)可以達(dá)到的 10-20 米的地方，我們會(huì)放置繼電器。繼電器從機(jī)器人那里接收信號(hào)，再通過(guò)電線(xiàn)傳到海面。所以機(jī)器人移動(dòng)的時(shí)候，繼電器也會(huì)跟著移動(dòng)。

同時(shí)還有一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是，機(jī)器人的供能。“海洋一號(hào)”是需要充電的，充電就需要花費(fèi)時(shí)間。但是你希望這個(gè)充電的過(guò)程可以在水下進(jìn)行，因?yàn)闊o(wú)論是把機(jī)器人放到水底還是從水底拉到海面，都是要費(fèi)一定時(shí)間的（編者注：比如遇到洋流等時(shí)間花費(fèi)會(huì)更多）。所以我們也會(huì)在繼電器上面放置充電裝置（目前這個(gè)還只是處在概念設(shè)想當(dāng)中），繼電器通過(guò)線(xiàn)纜連接到海上，所以電量就不成問(wèn)題。我們未來(lái)的設(shè)想是，一個(gè)繼電器給多個(gè)機(jī)器人供能，一組機(jī)器人之間輪流充電，輪流執(zhí)行任務(wù)。

雷鋒網(wǎng)：你之前提到過(guò)與 Asimo 的合作，具體是哪方面呢？

Asimo 是目前最先進(jìn)的人形機(jī)器人系統(tǒng)之一，它在行動(dòng)能力方面，像走路、跑步、跳躍等表現(xiàn)優(yōu)秀，同時(shí)它還有著杰出的與人交互和操控的技能，它的手可以做很多事情。所以我們與 Honda 的合作主要是在操控技能方面，讓“海洋一號(hào)”可以與周?chē)恼鎸?shí)世界進(jìn)行“物理性”的接觸，從而能夠與人互動(dòng)。想必你也在視頻里看到“海洋一號(hào)”與海底的物體、與人的各種接觸，而多點(diǎn)接觸對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)是非常困難的。另外我們還有一點(diǎn)合作就是，使用高層次的算法讓機(jī)器人的整個(gè)身體保持協(xié)調(diào)，避免手臂之間、手臂與身體的碰撞等問(wèn)題。

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