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四条腿的机器人,已经在走进那些足以要你命的地方

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当全世界还在争论人形机器人和自动驾驶汽车的时候,一类不太起眼的机器已经悄悄潜入了地球上一些最危险的工作场所:辐射弥漫的房间、充满毒气的矿井、随时可能二次坍塌的建筑物。它们用四条腿行走,不需要呼吸,而且它们已经在做那些我们本就不该派人去做的工作。

tuput 编辑部 · · 1 分钟阅读

这个世界上存在着一些房间,一个人只要走进去就会送命。一座受损核电站内部弥漫着看不见的辐射的密室;一条正悄无声息地被毒气填满的矿井竖井,那种毒气能在大脑意识到危险之前就先让心脏停跳;一栋刚刚坍塌、内部结构极不稳定的建筑,走错一步就可能引发第二次坍塌。纵观整个人类历史,要检查这些地方,就意味着要拿一条人命去冒险,甚至直接搭上一条人命。

而如今,情况正在越来越多地发生改变。会有别的什么东西先走进去。它靠四条腿行走,携带的是摄像头和传感器,而不是肺,而且它根本不在乎这个房间正试图要了它的命。

长得像狗、干得像金丝雀的机器人

这类机器中最广为人知的是Spot,由波士顿动力公司制造,那只黄色的、狗一般大小的四足机器人,你可能在一些令人有点不安的病毒式传播视频里见过它,看它小跑上楼梯,或是被踹一脚后重新站稳。那些视频让它看起来像个新奇玩意儿,但它并不是。Spot,以及瑞士公司ANYbotics推出的竞争对手ANYmal,已经悄悄成为真正投入使用的工业设备。

它们的日常工作是巡检。石油和天然气设施、发电厂、工厂和变电站里,到处是需要读取数据的仪表、需要检查的阀门、需要扫描是否发热或泄漏的管道,以及那些平时运转正常、可一旦无人看管就可能出问题的机械设备。传统做法是,一名工人拿着写字板和热成像相机,日复一日地沿着固定路线巡视,包括穿过那些闷热、嘈杂、狭窄,或者暗藏危险却不易察觉的区域。现在,取而代之的是一台带腿的机器人来走这条巡检路线:同样的路径,无论何时都能出勤,从不抱怨,自动上传读数,并标记出任何异常。它就像煤矿里的金丝雀,只不过它还能读懂仪表盘,还能写报告。

有一个细节常常被淹没在宣传话术里,但它其实很重要:并不是每一台这类机器都能应对每一种危险场景。在一个可能发生爆燃的房间里嗅探气体,是一项需要专门资质的工作,为此ANYbotics专门打造了一款特定型号,ANYmal X,按照ATEX和IECEx标准,获得了在1区爆炸性环境中作业的认证,并配备了气体检测装置。标准版的Spot或标准版的ANYmal都不具备这个资质。要是把错误的型号派进错误的房间,那台机器人本身就会变成引爆的火星。

为什么偏偏是腿

这是个合理的问题。轮式机器人我们已经用了很多年,那为什么还要给机器人长出腿来,而腿在机械结构上既复杂,又出了名地难以保持平衡?

因为这个危险的世界,从来就不是按照平坦的标准建造的。它是为人建造的,这意味着它到处都是楼梯、梯子、路缘石、门槛、格栅、瓦砾和狭窄的缝隙:这类地形足以让轮式机器人彻底寸步难行。一台只能滚动前进的机器,只能局限在平整的地面上;而一台能够抬脚迈步、能够攀爬、能够翻越一根管道、能够在瓦砾堆中挑选路径前行的机器,才能真正抵达危险实际发生的地方。

这正是选择带腿这种形态的全部理由所在。腿对工程师来说是个不折不扣的麻烦,但它换来的是进入那些环境(工业化的、破损的、临时搭建的场所)的通行权,而恰恰正是在这些环境里,派人进去才是最糟糕的选择。这种复杂性不是为了炫技,而是进入那个房间所必须付出的代价。

当那个房间本身已经是一场灾难

最生动的应用场景,是灾难响应,在这种情形下,环境已经不只是危险,而是主动带有敌意,且情况完全未知。

在一场工业事故、一次地震,或一次结构性坍塌发生之后,第一个也是最令人揪心的问题就是:还有人能进去吗,里面还有人活着吗?派遣人类救援人员,就意味着要在不稳定的地面上、可能有毒的空气中、随时可能再次坍塌的空间里,再拿更多条生命去做赌注。这时可以先派一台四足机器人进去,绘制内部结构地图,搜寻幸存者;如果它是携带气体传感器、具备防爆等级的型号,还能检测空气成分;并把里面真实的情况实时传回来,把一场盲目而致命的赌博,变成一个有据可依的决策。

辐射是人们最容易理解错的地方。人们很容易想当然地认为,机器人可以径直走进一个高辐射区域,吸收一个足以致人死命的剂量,然后若无其事地继续工作。但事实并非如此。恰恰在这一点上,电子元件比血肉之躯更脆弱:辐射会悄无声息地破坏线路、芯片和传感器,实验室对侦察机器人的测试发现,摄像头和激光雷达是最先失效的部件,大约在120戈瑞的剂量下就会失灵。福岛第一核电站就是一堂惨痛的课:被派进反应堆厂房的机器,在辐射侵蚀其内部电路后,仅仅几个小时内就相继失效,其中有一台机器本被设计为能承受总共73希沃特的辐射剂量,结果它遇到的却是一个实测高达每小时530希沃特的辐射场。

因此,真正的工程攻坚战在于辐射硬化:为电子元件加装屏蔽层,把易受损的部件挪离辐射最强的一侧,并且把这台机器设计成能够完成一次有用的作业任务,而不是指望它能长期留在那种环境里。而即便机器人最终”牺牲”了,这套逻辑依然成立。一台在反应堆厂房内部报废的机器,好歹已经完成了内部测绘,拍下了影像,并采集到了原本任何人都无法获取的数据。它留下的,是一张维修账单,而不是一个失去至亲的家庭。

这正是机器人技术本该去做、却又很少因此获得应有认可的事情:把那些枯燥、肮脏、尤其是危险的工作接过来,让血肉之躯的人类远离伤害。

那片不那么光鲜的前沿

这一切都不会像人形机器人或无人驾驶出租车那样登上头条。一台机器成功读取了一个仪表读数,或是一次矿井巡检因为一台机器人(而不是一个人)率先发现了问题而平安无事,这些事情本身并没有什么戏剧性可言。这里的成功往往是隐形的:一场没有发生的事故,一名不必再冒生命危险的救援人员,一份原本会落在人体上、结果却落在了一台机器上的辐射剂量。

但可以说,这正是整个机器人技术热潮中最富人情味的一个角落。这些机器人不是在努力模仿我们的模样,也不是在学着像我们一样开车,更不是要取代我们,而是此时此刻,正在走进那些足以要我们命的房间,好让别的任何人都不必再去承受这一切。

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资料来源与延伸阅读

  1. ANYbotics: ANYmal X, certified for explosive atmospheres
  2. Frontiers in Robotics and AI: radiation tolerance testing of reconnaissance robots

本文在 AI 工具协助下研究与撰写,并经编辑核实。仅供一般参考与讨论,不构成专业建议。请参阅我们的编辑准则免责声明。发现错误?告诉我们

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