WRC 2016｜Oussama Khatib 教授：“海洋一号”最大的技术难点是什么？

10 月 22 日，在世界机器人大会的现场，雷锋网对斯坦福教授 Oussama Khatib 进行了采访，询问了几个关于“海洋一号”的关键技术问题。

先简单介绍一下 Oussama Khatib：他现为斯坦福大学计算机科学教授，致力于以人为中心的机器人方面的方法和技术研究，包括仿人控制体系结构、人类运动的合成、交互式动态模拟、触觉学、人性化机器人设计。Oussama Khatib 先生是施普林格手册机器人手册的合作编辑，并获得了 PROSE 奖。他是 IEEE 院士，也是一位杰出的讲师、国际机器人研究基金会主席，并获得了日本机器人协会颁发的研发奖。2010 年，他获得了机器人与自动化机器人领域的 IEEE RAS 先锋奖；2013 年获得 IEEE RAS 杰出服务奖；2014 年获得 IEEE RAS George Saridis 领袖奖。

他所制造的“海洋一号”（Ocean One）机器人潜入到 100 米左右的海底，成功从一艘法国的沉船上打捞出完整的古董文物，令人惊叹。“海洋一号”拥有令人难忘的人形外观和灵敏的操控性能，为水下机器人展示了一种新的可能。（感兴趣的读者可猛戳：WRC 2016｜斯坦福教授Oussama Khatib：海底“阿凡达”如何在350年前的沉船上打捞一只古董花瓶）

下面进入采访正文。

雷锋网：在制造“海洋一号”过程中，最困难的技术部分是什么？

最难的部分是：水。机器人在水下“存活”是非常困难的。你需要把机器人密封起来，每当我们提到水下机器人，就会想到把所有的电子组件密封进一个运载工具（Vehicle）里。但是“海洋一号”不一样，它不仅有运载工具，还有肩膀、手肘等连在一起的硬件，并且相互间还要移动。

这当中我们使用了“油填充结构”（Oil-filled Structures），当外界水压增加时，机器人内部的油也会增加压力，使得“海洋一号”的内外压力保持一致。通过这种结构，来保护这种具有多关节系统里的固件。

另外一点的考虑就是，这种形状的“海洋一号”不能造的太重。在水下，机器人有两个“心”，一个是机器人本身的重心，一个是水浮力的中心，一旦保证了重心和浮心处在一个地方，那么机器人就能保持平衡，在水下愉快地“玩耍”了。

雷锋网(公众号：雷锋网)：根据媒体的报道，“海洋一号”最深可以下降到海底 2000 米，你们怎么解决通信问题呢？

首先说明一下，目前我们所造的机器人版本最多只能到水下 200 米，所谓 2000 米这个数据指的是“我们可以做到”，只要我们修改机器人内部的油压就可以。

通信这个问题确实是非常重要的。我们采用的是无线光通信，并使用光的调制解调器，这可以让你实现 10米、20 米的通信，并且还要依赖于水体的清澈度而定。所以大概在机器人光信号可以达到的 10-20 米的地方，我们会放置继电器。继电器从机器人那里接收信号，再通过电线传到海面。所以机器人移动的时候，继电器也会跟着移动。

同时还有一个关键问题就是，机器人的供能。“海洋一号”是需要充电的，充电就需要花费时间。但是你希望这个充电的过程可以在水下进行，因为无论是把机器人放到水底还是从水底拉到海面，都是要费一定时间的（编者注：比如遇到洋流等时间花费会更多）。所以我们也会在继电器上面放置充电装置（目前这个还只是处在概念设想当中），继电器通过线缆连接到海上，所以电量就不成问题。我们未来的设想是，一个继电器给多个机器人供能，一组机器人之间轮流充电，轮流执行任务。

雷锋网：你之前提到过与 Asimo 的合作，具体是哪方面呢？

Asimo 是目前最先进的人形机器人系统之一，它在行动能力方面，像走路、跑步、跳跃等表现优秀，同时它还有着杰出的与人交互和操控的技能，它的手可以做很多事情。所以我们与 Honda 的合作主要是在操控技能方面，让“海洋一号”可以与周围的真实世界进行“物理性”的接触，从而能够与人互动。想必你也在视频里看到“海洋一号”与海底的物体、与人的各种接触，而多点接触对于机器人来说是非常困难的。另外我们还有一点合作就是，使用高层次的算法让机器人的整个身体保持协调，避免手臂之间、手臂与身体的碰撞等问题。

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