地下挑战利用创造力，寻求综合解决方案

最持久的城市传说之一是住在纽约的鳄鱼’下水道系统。时至今日，城市居民仍在注视着沙井，想知道下面潜伏着什么。从更科学的角度来看，DARPA地下挑战赛鼓励发展商业机器人技术和无人驾驶飞机，以帮助探索地下综合设施。

美国国防高级研究计划局美国国防部高级研究计划局于2017年发起了“地下挑战”。“SubT’s”目标是推进系统开发，以增强地下任务的“态势感知能力”。虽然这可能会让人联想到军事机器在地下巡逻的图像，例如矩阵，实际上是地球之一’最后的边界位于其表面之下。

随着DARPA地下挑战赛在2021年接近尾声，该机构开始了三项计划中的实际测试的第一阶段。根据竞赛的描述，最初的重点是“人造隧道系统”，其次是“地下城市环境，如公共交通和市政基础设施”，然后是“自然形成的洞穴网络”。

夏季地下钻探

今年夏天，DARPA发布了要求信息为“全球安全和与灾难有关的搜索与救援任务”而设计的地下基础设施。

美国国防部高级研究计划局称，技术专家团队将争夺200万美元的硬件发明和75万美元的软件创新，以“破坏性地，积极地影响地下领域的利用方式”。正在开发的系统包括“快速映射，导航和搜索未知的复杂地下环境以定位感兴趣对象的平台”。

“在地下环境中，战斗人员和应急人员面临的主要限制之一是缺乏态势感知；我们常常不知道底层是什么。” 美国国防部高级研究计划局计划经理Timonthy Chung解释说。

“我们已经达到了一个关键点，机器人技术，自治甚至生物系统的进步都可以使我们探索和利用对人类来说太危险的地下环境，”DARPA主任Fred Kennedy补充说’战术技术办公室。“除了避开洞穴和隧道，我们还可以使用替代物来绘制地图并评估其适用性。”他甚至为这一挑战创造了一个口号：“使人迹罕至”。

在闷热的八月下午，在宾夕法尼亚州一个废弃的煤矿中， 11队来自全球的64台地面机器人，20架无人驾驶飞机和1架自动飞艇参加比赛。地下挑战赛的第一场比赛包括四场比赛，每场持续一个小时。每个团队的机器机群都必须自动定位，识别和记录矿井深处的20件物品或文物，该物品最初是由匹兹堡煤炭公司于1910年建造的。

CMU团队在地下挑战赛中遥遥领先

唯一的团队得分达到两位数在所有四个独立运行中，卡内基·梅隆大学（CMU）。

资源：科技研究新闻

CMU是DARPA挑战赛的最爱，其获奖记录包括2007年城市挑战赛和2015年机器人挑战赛。今年，它具有明显的优势，那就是本地化，可以事先确定位置，以便更好地计划现场比赛的战术。

“探险家经常在塔伦图姆的Tour-Ed矿进行练习，通常只有想参观以前由Allegheny Steel拥有的煤矿的游客经常光顾，”的考特妮·林德（Courtney Linder）写道 流行力学. “他们定期飞行无人驾驶飞机，并看着地面机器人探索类似迷宫般的海绵状深度。”

参加地下挑战赛的团队最大的障碍之一就是缺乏全球定位系统（GPS）信号和Wi-Fi通信。为了安全地在这些GPS拒绝的环境中进行导航，SubT机器只能完全依靠机载传感器的融合，包括激光雷达，照相机和雷达。

无人机参加了DARPA地下挑战赛。资料来源：CMU，通过Twitter

塞巴斯蒂安·谢勒（Sebastian Scherer）CMU小组负责人向 匹兹堡邮报 他的团队雇用了多达8个机器人来创建自己的Wi-Fi网络，以便彼此“对话”，同时映射环境。机器人采用群策群力，作为一个集体单位共同工作，以填补数据空白，这意味着即使一个人下线了，它仍然能够使用其机载系统和以前下载的地图进行试点。

在比赛开始之前，CMU团队使用计算机模拟来制定其策略，但它了解在虚拟世界中专门进行计划的局限性。作为Scherer的合作者，马特·特拉弗斯解释说：“我们的系统在模拟中可能运行良好，并且在首次部署时，我们可能会从模拟中获取完全相同的软件，并将其放入机器人中，然后直接进入墙壁，然后找出原因。”