
当新冠病毒肆虐中国时,中国政府召集技术部门来帮助控制病毒的扩散。根据IDC报告,中国在机器人领域已经进行了重大投资,预计其机器人市场价值将从2017年的占全球总支出的26.9%增长到2022年的38.3%。因此,中国已经做好准备,将越来越多的机器人援军投入到抗击COVID-19的工作中。
这类机器人包括送餐机器人小花生,它在杭州隔离酒店的大堂和走廊中穿行,将食物递送给被隔离人员。与此同时,5G机器人被分配到上海的医院,为信息咨询、消毒、清扫和药物递送提供支持。很多原本应用于其他用途的机器人也被部署到抗疫前线。比如,总部位于深圳的 普渡 技术公司之前为餐饮行业制造机器人,如今该公司已将产品安装到中国40多家医院,为医护人员提供帮助。
与中国一样,其他国家也将机器人应用于病人照护, 以保持在安全距离内照料患者。美国第一个确诊的新冠患者由配备听诊器的机器人进行治疗。 然而在全球范围,使用机器人进行医疗干预的例子仍然比较少见。救援机器人领域的开创者之一、德克萨斯农工大学计算机科学和工程教授Robin Murphy博士表示,目前应用于抗疫的机器人数量太少,无法有效应对。这就带来了一个问题,我们怎样从今日的实践中吸取教训,加快国际研究进度,以大规模开发机器人,更好的应对未来的挑战?
各国政府和援助机构普遍地认识到,我们应对危机的方式不应仅仅局限于人力,我们可以运用技术,在危险区域和不利条件下完成看似不可能的任务。
事实上,机器人应用于赈灾的例子非常多的,包括从消防灭火,递送医疗补给,在高放射性环境中开展勘察工作等。举小太阳鱼为例,这款机器人的尺寸只相当于一条面包,它于2017年7月深入到福岛第一核电厂进行勘察。它配备了传感器、照明灯以及强劲的推进器,准确定位了福岛核电站反应堆中国,熔毁的的铀燃料棒所在位置,帮助工程师们更好地移除致命的燃料和遏制污染。
Murphy博士将机器人存在的理由比作消防车:“它们能做我们人类做不到的事情——去做那些危险但能拯救生命的事情。”
在这个危机频发的世界,Murphy博士将德国视为救援机器人研究的新兴领袖。她对于多特蒙德的 German Rescue Robots Center (DRZ,德国救援机器人中心) 尤其充满兴趣,该中心正在制作智能机器人的原型。
DRZ的管理总监Robert Grafe称,“这些机器人与工业机器人或1986年的模拟信号的移动机器人有很大的不同。模拟机器人曾被投放到切尔诺贝利的核电厂屋顶上,以便清理被摧毁的反应堆的碎片。如今,我们开发具有半自治能力的机器人来收集和处理相关信息,灭火,检查测量结果,读取阀门数字,攀爬楼梯,以及开门等。”
“如今,我们开发具有半自主功能的机器人来收集和处理相关信息,比如灭火,检查测量结果,读取数字,攀爬楼梯,以及开门等。”
—德国救援机器人中心的管理总监Robert Grafe
还有一个德国机器人专业技术中心,是柏林的 DFKI GmbH 机器人创新中心 (RIC)。RIC陆地机器人团队领导Florian Cordes博士强调了现场试验的重要性。该团队的4轮驱动机器人 SherpaTT进行过8周的测试:其中4周在犹他州的沙漠进行,与RIC的集成探测遥控系统 Coyote III一起接受测试,剩下4周在摩洛哥的沙漠进行测试。虽然SherpaTT 和Coyote III 均为空间探索而设计,但也能适用于地面搜寻救援任务。
Cordes博士对于运用这些机器人进行搜索和救援满怀激情,并预测这些机器人能够用于坍塌的建筑物的搜救——搬运沉重的设备,以减轻搜救人员的负担,帮助他们能够专注于完成搜救的任务 —— 或也可用于侦测有害的化学品并保障地面安全。但同时,他也警告道,如果机器人没有在实际场景中经过严格的测试,反而会带来麻烦。
“需要弥合的最大差距是解决方案的可实际落地性。他们可能在实验室环境下是能成功的,但是现在他们必须应用于实际环境。 在搜救现场,任何的失败都是不能接受的”
—DFKI GMBH 机器人创新中心 (RIC) 陆地机器人团队领导FLORIAN CORDES博士
Cordes博士指出,这类风险中有一部分可通过让人类与机器合作来加以减轻:“当然了,人类仍然掌控全局,只是在工作时保持安全距离。”
目前,救灾机器人的主要用途是进行观察和远程操作——然后反馈信息,这样人们就能根据实时情况做出决定进行援助。然而,Murphy 博士提醒,为“未知情境”编程极其困难。“灾难环境的差异巨大,不可预测,而且瞬息万变。机器人必须能够收集大量的数据,并对数据实施措施准则,从而准确的数据和数据类型才能被传输, 并据此采取行动。,并据此采取行动。”
“它们真正应称为 ‘数据机器人’,因为其真正价值在于收集和传输数据。数据使得这种技术成为可能。”
—ROBIN MURPHY博士,德州农工大学计算机科学和工程教授
随着我们步入“数据时代”,Murphy博士认为 “救援机器人”将成为不当用词。 “它们真正应称为 ‘数据机器人’,因为其真正价值在于收集和传输数据。数据,赋能了最先进的创新技术。”
将创新技术从实验室投放到现实世界,可能会困难重重,尤其是用于生死攸关环境的救援机器人。Grafe称,这些机器人需要符合严格的标准:“它们必须非常结实耐用,容易操作,在机械方面能够易于使用,还应具备自动恢复功能。它们还需要确保能让使用者工作环境变得更安全,而不是需要使用者涉险更换机器人。它们如何与人类协作很关键。”
Grafe观察到,机器人商业化同样是一项挑战:“专用硬件非常昂贵并且难于获得。而且,公众往往对于尝试新事物常常有抵触心理,这一点也需要克服。”
然而,德国联邦技术救援署 (THW) 的Christian Illing博士相信,只要人们多观看演示者在现场测试机器人,人们就可能被说服。他已经看到演示所发挥的巨大作用:“我们申请到了资金来开发智能化系统,这些系统能够对手势进行反应(例如挥手的动作),以及现场进行3D打印。我们也申请了资金以便推进研究。例如,我们想要将产品原型给消防员试用,收集反馈,以促进进一步的开发。”
随着全球政府想方设法防控COVID-19的进一步蔓延,Murphy博士再次强调了人与机器人合作的重要性。“与机器人合作治疗大量新冠肺炎患者,同时保护我们的医护人员, 在目前应用阶段可能太迟了,但我们可以趁着这次实战演练,为未来的救援环境做好准备。”
Cordes博士也认可这一观点。他相信,如果我们克服障碍,成功地从机器人原型制作到大规模应用部署,我们将发现那机器人将不可替代。他表示,“一旦机器人部署就位,它们就会被广泛应用——就像我们使用汽车代替马车那样。总有一天,我们会难以想象没有机器人的日子。”
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