深海變形金剛來了，人類顫抖吧！

通常來說，深海機器人技術並不是我們期望看到的重大創新領域，當我們提到淺水器的時候，它通常被局限於接近水面的區域。這一點都不奇怪: 似乎只有那些真正與深海發生關係的用戶如軍方，特殊領域的科學家，以及石油和天然氣工業，機器人對這些人來說很重要，在某些情況下甚至是至關重要的，但幾十年來，這種技術已經或多或少地停滯不前。

Houston Mechatronics籌集2000萬美元，將NASA專業技術移植到水下機器人，由前美國國家航空航天局Robonaut和Valkyrie項目的工程師與業內資深人士合作開發「水下變形金剛」。

圖 | HMI

通常來說，深海機器人技術並不是我們期望看到的重大創新領域，當我們提到淺水器的時候，它通常被局限於接近水面的區域。這一點都不奇怪: 似乎只有那些真正與深海發生關係的用戶如軍方，特殊領域的科學家，以及石油和天然氣工業，機器人對這些人來說很重要，在某些情況下甚至是至關重要的，但幾十年來，這種技術已經或多或少地停滯不前，這就是為什麼我們不經常提到它的原因。

公平來說，這很好解釋，在水下機器人技術方面，創新難度非常大。環境是極端苛刻的，又需要遠程控制，通信就是一個無法逾越的障礙。那麼，有其它類似的工作環境的機器人發展的比較不錯嗎？答案是確定的，那就是太空。

Houston Mechatronics Inc.，一家位於德克薩斯州休斯頓的機器人初創公司，剛剛宣布了一項令人印象深刻的2000萬美元的B輪融資。你可能不熟悉HMI本身,但你肯定熟悉他們一些以前的工作:美國宇航局的約翰遜航天中心的機器人專家團隊2014年成立HMI,包括首席技術官Nic Radford, Robonaut項目的總工程師, 正是他領導小組開發的Valkyrie。

HMI致力於將他們幾十年的機器人技術經驗(包括其他方面的技術)移植到新一代的無人潛器UUV上，達到可以在最大限度脫離水面支持的情況下在3000米深處進行複雜的自主操作。這款名為「Aquanaut」的機器人會在下潛模式下靠近深水目標，變身為仿人機器人，使用遠程控制並輔助自主性，在自動返回之前完成預定的工作。

如果你想在海洋深處工作，唯一的方法就是派一個遙控潛水器(ROV)——看起來很像微型潛艇，裝著推進器和機械手。ROV幾乎沒有自主性，需要通過臍帶纜獲取動力和信號源，意味著它還需要一艘大型支持船，裡面擠滿了持有各種資質的的人員，水平高到足以勝任這個社會上很多工作，算下成本吧，嗖嗖的往上漲，但是沒有替代的辦法。由於ROV在那些擁有巨額資金的大公司主導的行業內工作，因此，他們並不在乎成本，也不太想找更便宜的替代方案，因為那不可靠。

圖 | Aquanaut 計算機原型

說到這，HMI就覺得你有錢了不起？我還就偏偏要搞！他們的創新能力不得不服，我們才剛會爬，他們就要跑，他們想要用一種全新的部署方式，與現有的ROV截然不同:

1、現有的ROVs需要大型的支持船來進行部署和操作；Aquanaut可以用一艘小船(甚至從一架自動直升機上拋下來)，然後它自己游到它的最終目的地。

2、現有的ROVs需要通過臍帶纜獲取電力；Aquanaut是全電動的，並攜帶不小於30kWh的電池。（小編這裡就有疑問了，現在最小的工作級ROV起步就100馬力，這點電夠用多久？還是我聽錯了？？？沒聽錯，但人家的30度電是「起步」，也就是說未來可能換用幾百度電池吧）

3、現有的ROV需要人操控；Aquanaut通過水聲進行交流，這樣傳輸速度就沒法保證（目前水聲最大也就幾十Kb/s）,為了彌補這一缺陷，Aquanaut公司將會使機器人本體儘可能得智能化，這對UUV來說是都全新的。

在這些差異中，我們認為最後一個是最具革命性也是最具挑戰性的。HMI提議需要在一個環境中操作Aquanaut(像DARPA機器人挑戰賽中看到的機器人一樣)用最小的信號流使其保持正常狀態即可。

「我們在NASA一直發展的一項技術就是圍繞這個概念展開的:在非常糟糕的通信環境中實現機械手的靈活運轉。」HMI聯合創始人和技術總監 Nic Radford告訴我們。在太空飛行中，像機器人這樣的遠程設備的通信可能是斷斷續續的、緩慢的、延時的、有損的。就像太空一樣，在水下遙控機器人伴隨的是一系列的信號不確定性。因此，優化從操作人員到機器人的信息傳遞，讓機器人理解操作員命令的意圖是至關重要的。然後機器人就可以計劃那個動作，執行並反饋。

為了完成這項工作，Aquanaut必須儘可能減少人為干預，並依靠Radford所稱的「操作模塊化」。我們的猜測是，這意味著運營商只要發送諸如「順時針旋轉360度」這樣的高級命令，而無需對Aquanaut的推進器的動作進行微調。要通過這種技術可靠地工作，不僅僅是在水下機器人領域:在各種情況下，通信都是有問題的，救災現場，月球表面和其他很多地方地方，機器人的複雜控制都有類似問題。

圖 | HMI 開發的全電機械手

關於這一點，我們只能透露這麼多。機器人的模型將於下周在科羅拉多州AUVSI揭開面紗，部分圖片已經公開了，比如機械手和身體的一部分。Aquanaut還將於下月在澳大利亞的ICRA上亮相，屆時我們將有望深入了解機器人的技術細節。現在，我們對HMI更感興趣，尼克·雷德福說。

深海智人Sealien

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IEEE Spectrum: Houston Mechatronics從NASA到機器人技術公司，是怎麼起家的？

為NASA工作是我和我們公司其他人的榮幸，也是所有人職業的成型期。為NASA的任務開發機器人為我們提供了一個機會，讓我們擁有具有巨大商業價值的技術能力。我們不希望坐在政府實驗室里看著外面不斷增長的商業機器人革命的時候，HMI成立了。

就我個人而言，這樣的改變讓我很受激勵。創辦一家公司與在政府機器人研究實驗室工作有很大不同，但最大的區別可能是風險:初創公司都是高風險高回報的。在一個行業中，有一種根深蒂固的觀念那就是:「我知道你已經為那件事做了很多，但我認為沒什麼卵用。」美國宇航局沒有成立SpaceX是有原因的，通常情況下，這些成熟的組織機構想不到用其他方式實現他們的想法，這就是為什麼要創辦一家新公司——冒著風險，但是這又多麼令人興奮。

目前Houston Mechatronics 專註於哪些？

經過一些機器人系統開發項目，再加上仔細的市場研究，我們意識到，在海上運行的水下ROV是非常昂貴的，而真正讓人鬱悶的是該領域的技術在30-40年間竟然沒有太大革新。因此，我們決定藉助於NASA的技術重新設計正式接管這個行業的巨頭。

通過一些機器人系統開發項目，再加上一個仔細的市場研究，我們意識到，在海上運行的水下ROVs是非常昂貴的，而且該領域的技術在30到40年前的時候還沒有真正的發展。因此，我們決定通過重新設計與美國航天局啟發的命令和控制技術，來正式接管這個行業的巨頭。

我們一直在開發和建造一台非凡的全電動水下機器人，起名Aquanaut，應用於能源領域的商業活動和國防相關的項目。在商業方面，我們要通過Aquanaut建立起一套Robotics-as-a service（機器人即服務）模式，代替目前的船舶支持模式。在國防上，鑒於很多項目都是機密，所以我們也很樂意向他們出售我們的技術，我們也同樣得到了來自海軍和國防部的支持。這麼說來，Aquanaut 是不是一個水下變形金剛？

其他領域?

我們主要專註於建造Aquanaut和完整的相關產品套件(並驗證一些NASA的防水技術)。我們如同一張白紙一般顛覆整個行業，例如，開發了全電動ROV機械手，理論上適用於許多水下平台。也有專有命令和控制軟體和推進器電機等很多亮點。

我們在上面提到過，Houston Mechatronics是在2014年成立的——大家可能還記得，在2013年12月進行的DRC Trials，NASA的機器人Valkyrie表現一般般。很久以後,我們發現了其中的一些原因, 但更爆炸性的新聞是NASA的Valkyrie和Robonaut團隊在DRC Trials後單飛了,成立了HMI ,根據Randford所說, HMI的45名員工（約一半）來自Valkyrie和Robonaut項目,都是經驗豐富的人才。這段時間我們一直在努力跟蹤這些人的行動，現在他們有更好的消息和我們分享啦。

圖|Nicolaus 帶領團隊研發的Valkyrie人行機器人

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