眾所周知,前兩周機(jī)器人已經(jīng)能跑半馬了。
但比賽后,有種評(píng)論說:“這場(chǎng)機(jī)器人半馬,打破了大眾對(duì)機(jī)器人一切不切實(shí)際的認(rèn)知”。
對(duì)于非從業(yè)者來說,僅僅看比賽過程和結(jié)果,的確沒達(dá)到大眾的想象,不過無論是政策還是資本乃至人才流動(dòng)上,人形機(jī)器人正越來越受歡迎。
為什么?
先說優(yōu)點(diǎn)
一是多功能性,人形機(jī)器人的特色是“像人”,可以無縫融入人類環(huán)境,適應(yīng)為人類設(shè)計(jì)的空間,如門、樓梯和雜物間……無需修改現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。
二是能執(zhí)行多種任務(wù),從家務(wù)勞動(dòng)到復(fù)雜的工業(yè)操作,甚至諸多危險(xiǎn)性與重復(fù)性任務(wù)這些對(duì)人來說或危險(xiǎn)或單調(diào)的工作,進(jìn)而提升安全性和效率。
三是人機(jī)交互性,人形外觀和運(yùn)動(dòng)模式使機(jī)器人易于與人類互動(dòng),更適合服務(wù)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域,潛力巨大,至少你不會(huì)覺得服務(wù)你機(jī)器人“很奇怪”,尤其是借助運(yùn)動(dòng)研究后,在康復(fù)機(jī)器人等領(lǐng)域可以開發(fā)高效的運(yùn)動(dòng)模式,這些甚至要比“真人”更加合適。
再說目前難點(diǎn)
最大的問題不是大腦(即AI),而是硬件(身體)。
硬件里執(zhí)行器與關(guān)節(jié)“柔順性”是關(guān)鍵,高性能執(zhí)行器需要足夠精確和響應(yīng)迅速來實(shí)時(shí)調(diào)整姿態(tài)??刂葡到y(tǒng)的帶寬則直接影響穩(wěn)定性,這兩點(diǎn)處理不好,機(jī)器人就會(huì)顯得非常笨拙且“卡頓”。
足部設(shè)計(jì)也是一大難點(diǎn),所以有些公司只開發(fā)上半身,甚至只有機(jī)械臂,目前多觸點(diǎn)(如腳趾、腳跟和大面積邊緣)有助于更精細(xì)的平衡調(diào)整,不少機(jī)器人使用軟性或自適應(yīng)鞋底以增加抓地力。
重量分布與質(zhì)心也是個(gè)技術(shù)活兒,宇樹科技上春晚的并不是最強(qiáng)版本產(chǎn)品,原因就是“上鏡版”身高與人類類似,看起來更加鏡頭友好……但其實(shí)較低的質(zhì)心使機(jī)器人更穩(wěn)定,而合理的肢體質(zhì)量分布,才能確保大幅度動(dòng)作不會(huì)破壞平衡,換句話說,未來走進(jìn)社會(huì)的機(jī)器人,以“矮個(gè)子”居多。
其他還包括了傳感器與反饋系統(tǒng),電力傳輸和能量存儲(chǔ),以及機(jī)械阻尼和減震裝置等。
還有一個(gè)在機(jī)器人半馬中明顯體現(xiàn)出的“過熱”問題——導(dǎo)致了大部分機(jī)器人無法完賽,就算完成,也要多次更換電池、甚至用同型號(hào)的產(chǎn)品來“替跑”,原因就在于電機(jī)的功率輸出和扭矩受熱限制——過熱會(huì)導(dǎo)致電機(jī)效率降低、熱節(jié)流甚至系統(tǒng)關(guān)閉,而電池包也面臨類似挑戰(zhàn)。
除了硬件外,軟件挑戰(zhàn)也不少。
比如平衡控制——即軟件實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、反應(yīng)并從干擾中恢復(fù);狀態(tài)估計(jì)——即準(zhǔn)確估計(jì)機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài),包括位置、速度和姿態(tài)以及實(shí)時(shí)控制——在短時(shí)間內(nèi)做出決策并執(zhí)行,以保持穩(wěn)定。
不過隨著AI大模型的發(fā)展,正在重塑機(jī)器人。AI不斷對(duì)人形機(jī)器人完成迭代優(yōu)化,相比“身體”的物理進(jìn)化,大腦(AI)的發(fā)展速度則要快得多,比如RL強(qiáng)化學(xué)習(xí)通過試錯(cuò)學(xué)習(xí),給特定場(chǎng)景帶來最優(yōu)行為策略;BC行為克隆是模仿人類行為來訓(xùn)練機(jī)器人,擴(kuò)散模型用來生成新的行為模式,進(jìn)化策略則是通過模擬自然選擇過程來優(yōu)化機(jī)器人性能。
事實(shí)上,很多多數(shù)機(jī)器人公司發(fā)布的demo演示視頻都是“精加工”的宣傳片,可能經(jīng)過了多次拍攝與剪輯,最后拿出了最完美的一次來展示,只有真實(shí)的環(huán)境下,才能暴露出所有的問題。
降低大眾與人形機(jī)器人的閾值,就需要更多的類似“機(jī)器人半馬”的公開活動(dòng)。
ps. 人形機(jī)器人發(fā)展得多快呢,文章頭圖是2024年的主流機(jī)器人,下面的則是2021年的主流機(jī)器人,你們自己感受下:
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