近日，在美国宾夕法尼亚州的一个矿洞内，来自全球各地的11支队伍携带各式各样的机器人齐聚一堂，准备参加一场名为“地下挑战赛”（Subterranean Challenge，简称“SubT”）的比赛。此次比赛的任务是在一个完全陌生的地下环境中绘制地图并完成定位。

这场比赛由美国国防高级研究计划局（DARPA）组织，目的是为了提升在地下环境中快速侦查、搜索和救援的能力。DARPA战术技术办公室项目经理Timothy Chung表示，比赛的目的是为了提高地下行动中的态势感知能力，探索在复杂地下环境中寻找新方法的可能性。

克劳塞维茨在其著作《战争论》中提到：“和平与地形的关系要求我们具备迅速且准确地获取任何地区地形信息的能力。”这句话恰当地概括了此次比赛的重要意义。

目前，官网已经注册了18支参赛队伍，这些队伍来自不同的高校、科研机构、科技公司以及政府背景的实验室。参赛团队包括AAUNO、BARCS、CERBERUS、COLLEMBOLA、CoSTAR、Coordinated Robotics、CRETISE、CSIRO Data61、CTU-CRAS、CYNET.ai、Explorer、Flying Fitches、MARBLE、Metastable Labs、NCTU、PLUTO、Robotika、SODIUM-24 Robotics等。其中，只有Robotika和Coordinated Robotics两个团队同时报名参加了物理系统竞赛和纯软件虚拟竞赛，其他大多数团队则只报名了纯软件虚拟竞赛。

在比赛的第一天，Explorer、MARBLE、CoSTAR和CTU-CRAS团队表现尤为出色。Explorer团队（由卡内基·梅隆大学和俄勒冈州立大学合作组建）以23分的成绩遥遥领先，远远超过第二名MARBLE团队的14分。

值得一提的是，来自中国台湾国立交通大学的NCTU团队采用了独特的软式小型飞船作为作业工具，成为少数使用该技术的参赛队伍之一。

今年四月，一些参赛团队曾在科罗拉多的一处实验矿进行过一次名为“STIX”的联合训练。这次训练使他们获得了在真实隧道环境中进行实践的机会。一些团队的机器人在那次训练中展现了有趣的表现。

与四月的STIX相比，此次比赛的隧道环境更加泥泞，但灰尘较少。尽管比赛前的视频只有5分钟，但机器人需要探索的隧道长度却达到数公里，其中包括狭窄的通道、急转弯、陡峭的上下坡、台阶、梯子等复杂地形。此外，矿井内的通信干扰也给机器人带来了额外的挑战，要求它们具备高度的自主性和强大的物理性能。

除了此次的“隧道赛场”，还有“城市地下赛道”和“洞穴网络赛道”两个预赛。所有预赛结束后，总决赛将于2021年8月举行。参赛团队可以选择参加物理系统竞赛或纯软件虚拟竞赛，前者奖金为200万美元，后者奖金为150万美元。

每个赛道的任务都是搜索、检测并提供指定物品的准确位置，这些物品可能包括人类幸存者（人体模型）、门、电动泵、阀门、背包、灭火器、收音机或手机等。团队的最终得分主要取决于他们能找到多少物品以及花费的时间。然而，DARPA还希望团队在整个过程中提供连续、实时的3D地图更新。

DARPA强调了“SubT”挑战赛的四大技术领域，包括自主性、感知能力、网络通信和移动性。这些技术领域涵盖了各种技术挑战，DARPA将利用这些挑战来评估系统的整体性能。

具体而言，参赛团队需要应对以下几方面的挑战：

严格导航：比赛包括多个级别的复杂地形，如倾斜、循环、死角、滑动诱导地形界面和急转弯等。在这种可见度有限、地形复杂的环境中，定位误差会显著增加，并在长时间运行中持续漂移。

降级传感：比赛场地包括狭窄通道、大开口、光照不足的区域以及潮湿或多尘的环境。感知和本体传感器需要在低光、模糊或散射的环境中可靠工作，并适应不断变化的条件。灰尘、雾、水和烟雾均在此范围内，但极端温度、火灾和有害物质不在考虑范围内。

紧密通讯：有限的视线距离、无线电频率传播挑战以及地下环境中不同地质的影响会对可靠的网络和通信链路造成严重影响。物理竞赛阶段和“SubT”虚拟测试平台旨在尽可能涵盖这些通信限制。鼓励团队开发创新解决方案，包括硬件、软件、波形、协议、分布式或分散式概念或部署方法的组合。

地形障碍：系统需要在一系列具有移动性的地形特征和障碍物中表现出稳健性。地形元素和障碍物包括狭窄通道、急转弯、陡坡、倾斜、台阶、梯子以及泥沙和水。环境可能包括有机或自然材料、结构化或非结构化建筑、残破或倒塌的结构和碎片。

动态地形：地形特征和障碍物还包括动态元素，如移动障碍物、移动墙壁、落下的碎片或其他环境物理变化，这些元素测试系统的灵活性、反应能力和从地图变化中恢复的能力。

耐力限制：成功的系统需要具备至少120分钟的团队聚合耐力才能完成任务。预计每个赛道的运行时间为60至90分钟，总决赛的运行时间为60至120分钟。这种整体耐久性可能需要新的部署理念、能量感知规划、不同耐久性的异构代理、能量收集或转移技术，以及各种方法的组合以应对各种挑战。