世界每年向大氣排放510億噸溫室氣體。為了解決氣候危機，我們需要到2030年將這一數字減半，到2050年達到零。對于發電而言，僅美國就需要在未來12年內將可再生能源能力提高10倍，這大致意味著將新增40萬臺風力渦輪機和25億塊太陽能電池板。為了加快這一進展，國會最近通過了《通脹削減法案》，其中包括數十億美元用于清潔能源項目。

作為一名機器人專家，我（作者，以下簡稱我）認為這些枯燥、骯臟甚至危險的任務是機器人可勝任的完美領域。然而，由于缺乏必要和緊急應用的意識，應對氣候變化的機器人專家比較短缺。以下是我的發現：如何找到機會幫助機器人對氣候變化產生影響。

我從頭開始打造的第一個機器人是SS MAPR，這是為水務部門打造的一艘用于收集多深度水質數據的自動駕駛船。利用這些數據，可監測河流污染并控制污染源。經過六個月80小時不眠的工作，SS MAPR得以完成其首航，并從賓夕法尼亞州舒爾基爾河（Schuylkill River）底部收集了水樣和數據。對我來說，這是激動人心的一刻：所有的原型和編碼都指向了更快、更便宜地數據訪問，從而推動了監管行動的發展。我想制造更多的機器人來改善我們生活的環境。

2020年搬到灣區后，我被肆虐的野火驚呆了，我創辦了Nirva Labs，尋找氣候機器人的機會。令人驚訝的是，與我交談的許多創始人都對氣候技術中機器人專家的短缺表示贊同。這與機器人解決氣候問題的巨大潛力不成比例。我的親身經歷證實了這些觀察 —— 我在世界上最大的機器人中心之一的灣區參加的所有機器人活動中，幾乎找不到任何人在研究氣候。根據PitchBook的投資數據，氣候機器人在過去五年中占機器人風險投資總額的不到1%。

為什么沒有更多的機器人專家研究氣候變化？在與一些同行交談后，我意識到從表面上看，氣候變化似乎不需要機器人發明——我們已經有了大多數非機器人形式的解決方案。但這正是氣候變化需要機器人來完成重復工作的原因：擴大現有解決方案的規模，以便我們能夠及時達到凈零。

使用機器人擴大現有氣候解決方案

為了理解為什么機器人對于應對氣候變化至關重要，我們應該看看一個類似的案例：汽車行業。很長一段時間以來，汽車都是由人類制造的。1925年，組裝一輛福特Model T車型需要每個零件3.76秒的平均組裝速度。這是近40年來的常態，此前通用汽車公司（General Motors）推出了一種機器人手臂來協助裝配線。如今，組裝一輛豐田SUV每件大約需要2.04秒，與一個世紀前相比提高了46%，盡管組裝過程的復雜性也有了急速增加。

這是機器人在提高效率的同時，將人類從重復任務中解放出來的最佳選擇。氣候技術處于與早期汽車工業相似的狀態。總體氣候解決方案的大部分組成部分已經存在（例如，太陽能和風能發電機、電動汽車、熱泵），但需要迅速大規模部署，以便到2050年將510億噸溫室氣體排放量降至凈零。通過盡其所能，機器人可以通過實現規模經濟，在加速應對氣候變化方面發揮重要作用。

尋找氣候機器人的機會

氣候機器人有許多技術上可行的機會，可以對氣候產生影響，但如何真正做到呢？最好的方法是深入學習和理解現有氣候解決方案的生命周期，并確定自動化能夠如何加速它。但對于任何氣候解決方案，都必須注意其對氣候的總體影響：它是直接減輕或消除溫室氣體排放，幫助我們適應氣候變化的影響，還是增強我們對氣候的理解？總體影響不僅涉及技術解決方案，還涉及其周圍的經濟和政治力量。因此，必須在整個生命周期內追蹤解決方案，并全面了解利弊。

可再生能源領域氣候機器人的機會

可再生能源部門是尋找氣候機器人機會的絕佳場所。與化石燃料相比，太陽能和風能等能源已經具有成本競爭力。機器人可以幫助消除限制其擴張的瓶頸。

從可再生能源價值鏈的源頭開始，機器人可以幫助消除安裝太陽能和風力發電場的勞動力瓶頸。例如，建造太陽能發電場最耗時、最危險的任務之一是搬運重物。能源巨頭AES開發了一種自動太陽能發電場建造機器人來解決這個問題。該機器人可以在預先準備好的基礎上自動安裝太陽能電池板，工人無需起吊。它的速度也是人類的三倍，新的太陽能布局可以在相同的足跡內產生兩倍的太陽能。這是戶外自主導航和機器人操縱器控制如何加快可再生能源轉型的一個很好的例子。

X LABORATORY

海上風電場建設面臨著不同的挑戰，通常可以在4月到11月安裝，其余會受到限制，因為冬季的大風條件使得葉片安裝等高精度任務具有挑戰性。荷蘭公司X Laboratory開發了一種運動補償技術，以在葉片安裝過程中保持起重機的穩定，這可以提高風速公差，從而將安裝天數擴展至全年。該團隊目前正在改進技術，以彌補海浪造成的干擾，因此也可以在漂浮的船只上進行安裝，而不是在海床上的自升式船只。這可能會使施工速度翻倍。這是魯棒機器人能夠解決的創造性和有效的氣候應用。

另外，可再生能源設施需要日常維護以保持效率。隨著過去十年的快速擴張，技術熟練的維修技術人員短缺。例如，檢查和修理陸上風力渦輪機需要將一個人吊在離地面150米的地方，這只能由訓練有素的繩索接入技術人員完成。許多風電場運營商不得不以高昂的成本從州外聘請技術人員，這推高了風能的總體成本。

許多公司一直也在嘗試通過自動化來解決這個問題。像Unleash這樣的公司正在使用無人機來加速葉片檢查，而Aerones已經開發了一種由繩索系統支撐的系留式無人機，該系統具有更大的有效載荷和更好的穩定性。這將任務范圍從檢查擴展到清潔、涂層和簡單維修。有時，對現有機器人進行創造性的調整會帶來巨大的影響。

在整個可再生能源價值鏈中，還有更多的機器人機會。電池是可再生能源的重要緩沖區，可再生能源全天都在變化。然而，鋰和鈷等關鍵電池礦物短缺。像Impossible Metals這樣的公司正在研發機器人，從海底開采礦石結核，以緩解這種短缺。在電池壽命周期的另一端，學術界（橡樹嶺國家實驗室，Oak Ridge National Laboratory）和工業界（Posh Robotics）都在開發機器人，以重新利用退役的電動汽車電池，這些電池在壽命結束時仍有80%的存儲容量，可用于建筑儲能。機器人加速了這一過程，并減少了人類接觸有毒化學品和高電壓的途徑。

如何提供幫助

了解最新的氣候解決方案

對于現有解決方案的鳥瞰圖，Bill Gates的《如何避免氣候災難（How to Avoid a Climate Disaster）》和John Doerr的《速度與規模（Speed and Scale）》都是不錯的書籍。關注InsideClimateNews（https://insideclimatenews.org/）等頻道，可了解最新的氣候新聞。加入“Work on Climate（https://workonclimate.org/）”等在線氣候社區，結識志同道合的人，也能夠了解到他們正在做什么。

加入氣候機器人研究項目或公司

如果你想更直接地為解決氣候變化做出貢獻，你可以加入現有的氣候機器人計劃。Climate Change AI（https://www.climatechange.ai/）是一個活躍的機器學習（ML）研究人員社區，致力于研究氣候解決方案。ClimateBase（https://climatebase.org/）為那些想要職業轉型的人提供了一個大型氣候技術工作委員會。要了解更多相關項目，請查看博客Nirva Labs（https://nirvalabs.com/），了解氣候機器人創始人和研究人員的報道。如果你更喜歡播客，Hardware to Save a Planet（https://hardwaretosaveaplanet.com/）采訪了致力于氣候變化硬件解決方案的人們，這些解決方案不僅限于機器人。

從自己開始

如果你已經準備好進入更深層次的研究，那么也可以自己開啟一個公司或研究項目。你可以從接觸氣候從業者開始，詢問他們如何擴大他們正在研究的解決方案。在開始構建任何東西之前，嘗試充分了解他們的痛點。如果某個垂直領域已經有機器人解決方案，不要放棄它！聯系已經使用它的客戶，詢問他們希望如何改進它。也詢問尚未開始使用它的顧客，并了解原因。通常，在一個垂直領域內會有許多不同的客戶群體，這意味著更好的替代方案或差異化解決方案將占據剩余的市場份額。

氣候變化是我們這個時代最緊迫的問題，我們的時間不多了?！栋屠鑵f定》要求我們將全球變暖控制在1.5°C范圍內。為了實現這一目標，我們必須在2030年前將排放量減少45%，并在2050年前實現凈零排放。但我們離這個目標還很遠。與此同時，《通脹削減法案》為擴大現有氣候解決方案以實現碳減排目標提供了動力。

機器人學家，現在是研究氣候機器人的最佳時機！讓我們共同利用技能來加速氣候解決方案的實現，及時達到凈零吧！

Sherry Chen是Nirva Labs的創始人，該組織提高了對氣候機器人解決方案的認識，并鼓勵更多的工程師加入這一領域。她也是Chef Robotics的早期員工，為商業廚房的重復作業建造機器人。此前，她曾建造過一艘屢獲殊榮的水質監測自動駕駛船，教過解決最后一英里問題的配送機器人Nuro與行人安全互動，并在賓夕法尼亞大學進行研究時發表了一篇關于基于ML的自動駕駛車輛互動規劃的論文.

編輯：黃飛