WRC 2016｜Oussama Khatib 教授：“海洋一號”最大的技術難點是什么？

10 月 22 日，在世界機器人大會的現場，雷鋒網對斯坦福教授 Oussama Khatib 進行了采訪，詢問了幾個關于“海洋一號”的關鍵技術問題。

先簡單介紹一下 Oussama Khatib：他現為斯坦福大學計算機科學教授，致力于以人為中心的機器人方面的方法和技術研究，包括仿人控制體系結構、人類運動的合成、交互式動態模擬、觸覺學、人性化機器人設計。Oussama Khatib 先生是施普林格手冊機器人手冊的合作編輯，并獲得了 PROSE 獎。他是 IEEE 院士，也是一位杰出的講師、國際機器人研究基金會主席，并獲得了日本機器人協會頒發的研發獎。2010 年，他獲得了機器人與自動化機器人領域的 IEEE RAS 先鋒獎；2013 年獲得 IEEE RAS 杰出服務獎；2014 年獲得 IEEE RAS George Saridis 領袖獎。

他所制造的“海洋一號”（Ocean One）機器人潛入到 100 米左右的海底，成功從一艘法國的沉船上打撈出完整的古董文物，令人驚嘆?！昂Ｑ笠惶枴睋碛辛钊穗y忘的人形外觀和靈敏的操控性能，為水下機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”如何在350年前的沉船上打撈一只古董花瓶）

下面進入采訪正文。

雷鋒網：在制造“海洋一號”過程中，最困難的技術部分是什么？

最難的部分是：水。機器人在水下“存活”是非常困難的。你需要把機器人密封起來，每當我們提到水下機器人，就會想到把所有的電子組件密封進一個運載工具（Vehicle）里。但是“海洋一號”不一樣，它不僅有運載工具，還有肩膀、手肘等連在一起的硬件，并且相互間還要移動。

這當中我們使用了“油填充結構”（Oil-filled Structures），當外界水壓增加時，機器人內部的油也會增加壓力，使得“海洋一號”的內外壓力保持一致。通過這種結構，來保護這種具有多關節系統里的固件。

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

雷鋒網：根據媒體的報道，“海洋一號”最深可以下降到海底 2000 米，你們怎么解決通信問題呢？

首先說明一下，目前我們所造的機器人版本最多只能到水下 200 米，所謂 2000 米這個數據指的是“我們可以做到”，只要我們修改機器人內部的油壓就可以。

通信這個問題確實是非常重要的。我們采用的是無線光通信，并使用光的調制解調器，這可以讓你實現 10米、20 米的通信，并且還要依賴于水體的清澈度而定。所以大概在機器人光信號可以達到的 10-20 米的地方，我們會放置繼電器。繼電器從機器人那里接收信號，再通過電線傳到海面。所以機器人移動的時候，繼電器也會跟著移動。

同時還有一個關鍵問題就是，機器人的供能?！昂Ｑ笠惶枴笔切枰潆姷?，充電就需要花費時間。但是你希望這個充電的過程可以在水下進行，因為無論是把機器人放到水底還是從水底拉到海面，都是要費一定時間的（編者注：比如遇到洋流等時間花費會更多）。所以我們也會在繼電器上面放置充電裝置（目前這個還只是處在概念設想當中），繼電器通過線纜連接到海上，所以電量就不成問題。我們未來的設想是，一個繼電器給多個機器人供能，一組機器人之間輪流充電，輪流執行任務。

雷鋒網：你之前提到過與 Asimo 的合作，具體是哪方面呢？

Asimo 是目前最先進的人形機器人系統之一，它在行動能力方面，像走路、跑步、跳躍等表現優秀，同時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”可以與周圍的真實世界進行“物理性”的接觸，從而能夠與人互動。想必你也在視頻里看到“海洋一號”與海底的物體、與人的各種接觸，而多點接觸對于機器人來說是非常困難的。另外我們還有一點合作就是，使用高層次的算法讓機器人的整個身體保持協調，避免手臂之間、手臂與身體的碰撞等問題。

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