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            1. 一文了解半世紀以來那些著名的人形機器人

              熱點 2022-10-14 00:00:24 876
              10月1日,文解美國富豪馬斯克再一次吸引了全世界的半世眼球:就在這天,他公開了自己團隊研制已久的紀那usdt下載app人形機器人“擎天柱”(Optimus)原型機……人形機器人究竟是不是人工智能的終極形態?科學家能把人形機器人做到什么程度?從美國波士頓動力公司的Atlas,到英國機器人公司Engineered Arts的著名Ameca,再到優必選科技的形機Walker和小米公司的“鐵大”,我們來看看人形機器人的器人發展之路。

              在學術界,文解一般仿人機器人可以分為大仿人機器人和小仿人機器人。半世大仿人機器人一般指成人大小,紀那一般一米多高,著名雙足行走的形機機器人,這涉及到很多的器人控制、規劃、文解機電一體化技術、半世全方位的紀那AI感知技術,移動能力和工作范圍,人機交互等,不是簡單買零部件就可以組裝完成的。小仿人機器人,一般是桌面式的,比如NAO和阿爾法機器人屬于小仿人機器人。

              業內認為,人形機器人的發展歷程主要分為三個階段。第一階段,是以早稻田大學仿人機器人為代表的早期發展階段;第二階段,是以本田仿人機器人為代表的系統高度集成發展階段;第三階段,是以波士頓動力仿人機器人為代表的高動態運動發展階段。


              機器人WABOT-1 圖片來源:網絡

              全球首個人形機器人WABOT-1

              研制機構:日本早稻田大學

              特點:雙腿步行,日語對話

              日本早稻田大學是日本研究機器人較早的大學之一,特別是usdt下載app加藤一郎教授創立的加藤實驗室。1967年,實驗室啟動了極具影響力的WABOT項目,1972年,世界上第一個全尺寸人形“智能”機器人—WABOT-1誕生。

              該機器人身高約2米,重160公斤,包括肢體控制系統、視覺系統和對話系統,有兩只手、兩條腿,胸部裝有兩個攝像頭,全身共有26個關節,手部還裝有觸覺傳感器。

              WABOT-1搭載著機械手腳、人工視覺、聽覺裝置,并且擁有擬人化的外型,與現代人形。它可以透過嘴巴進行簡單日語對話,并且憑借耳朵、眼睛測量距離和方向,再依靠雙腳行走前進,而兩手也具有觸覺,可以搬運物體行動。據悉,WABOT-1行動能力約與一歲半的嬰兒幾乎差不多。

              盡管行走一步需要45秒,步伐也只有10公分左右,尤其身形巨大顯得相當笨重,但在當時這個技術,已震驚了全世界。

              加藤一郎研究室于1984 年再次研發了擅長藝術表演的WABOT-2。WABOT-2擁有與日本人進行自然對話的能力,還能用眼睛看樂譜,用手腳靈活地演奏電子琴,具有演奏中級難度音樂的能力。另外,它還能夠識別歌聲,自動進行轉錄,或在此基礎上根據人的歌聲進行伴奏,機器人的實力驚人。

              加藤一郎被譽為“世界仿人機器人之父”,于1994年逝世,他認為,人類在21世紀將迎來機器人和改造人的時代。


              機器人ASIMO(阿西莫夫) 圖片來源:網絡

              第二代的佼佼者ASIMO

              研制機構:日本本田公司

              特點:57個關節,能小跑單腳跳上下樓梯

              從1986年開始,日本本田公司開始研發人形機器人,相繼推出雙足機器人E系列、仿真機器人P系列。2000年10月,仿真機器人P4,也被稱為ASIMO(阿西莫夫)問世。

              2005年,本田公司發布了最新一代ASIMO機器人,其身高130cm,體重48kg,最大速度是9km/h,全身57個關節,能實現小跑、單腳跳、上下樓梯以及踢足球等系列復雜運動。

              2017年,本田公司推出新一代人形機器人E2-DR。該機器人身高168cm,體重85kg,全身總共33個關節,面對不同地形采用相應的行走模式,可以變形成大猩猩模式通過路障和豎直樓梯,也可以匍匐前進通過狹小低矮空間,具有很強的環境適應能力。

              本田公司原本希望ASIMO能實現量產,進入千家萬戶照顧老年人。但ASIMO價格昂貴,造價高達300-400萬美元,功能過于簡單,也無法進行語境對話,因此2022年3月底本田公司選擇讓ASIMO退役。


              波士頓動力研制的幾款機器人。 圖片來源:網絡

              第三代里讓人耳目一新的Atlas

              研制機構:波士頓動力

              特點:擅長運動,能流暢進行跑酷

              波士頓動力是一家成立于1992年的工程和機器人設計公司,總部位于美國馬薩諸塞州沃爾瑟姆,2020年12月被現代汽車集團收購。波士頓動力以開發一系列動態高機動性機器人而聞名。從2009年,該公司開始研發PETMAN人形機器人,主要用于測試個人防護裝備在危險化學環境中對人的影響。

              Atlas原型機最早于2009年亮相,2013年7月11日向公眾正式公開。Atlas機器人身高188cm,體重150kg,其設計目的是為了搜索和救援任務。2016年,波士頓動力在視頻網站上發布了新一代的Atlas機器人,這一代機器人身高175cm,體重81.6kg。2018年,波士頓動力進一步對機器人進行了優化設計,最新身高1.5m,體重80kg,全身具有28個關節,速度能達到1.5m/s,能完成快速小跑、三級跳、后空翻和空中體操等一些列復雜動作。

              在2021年8月網上公布的一段視頻中,Atlas甚至能夠流暢進行“跑酷”,可謂是目前在運動方面最接近人類的人形機器人了。有報道稱Atlas已經學會了自主規劃路徑。

              具備邏輯思維能力

              還期待核心算法突破

              人形機器人的商業化之所以遙遙無期,主要還是因為目前人形機器人產品還“不夠智能”。

              人形機器人要突破的技術難題有很多。首先,人形機器人與工業機器人和服務機器人相比,在結構設計、硬件構成、控制算法、核心性能要求以及零部件選擇上都有很大的差異。如普通工業機器人的關節在2-10個之間,而人形機器人關節數量預計在40個以上;其次,除了電機、散熱、機身自由度等硬件問題,還有“感知-認知-決策-執行”等方面的算法和軟件問題;最后,人形機器人還要面臨的第三個也是最大的挑戰——思維。如何讓機器人具備人類的邏輯思維能力,同時可以模擬出人類的情感和情緒,達到與人類共情,需要機器人基礎核心算法的技術突破。

              最后,人形機器人商業化不能逃避的一個深層次問題是:其AI水平需要達到很高,又不能過高,只在一定的智能水平區間內才具有商業化的價值和能力。這好比是人與光譜和聲譜的關系——只有在一定的譜系范圍內的光與聲,才能被人類感知——只有在某一個AI水平區間的人形機器人,才有可能走進千家萬戶。


              擎天柱(Optimus)在辦公室給花澆水。 圖片來源:網絡

              多款著名人形機器人

              名稱:擎天柱

              制造商:特斯拉

              10月1日上午,特斯拉CEO馬斯克帶人形機器人擎天柱(Optimus)正式亮相。官方消息稱,這款機器人高1.72米,重56.6公斤,可拿取約20千克重的物品,行走速度為每小時5英里(約時速8公里)。在現場機器人展示了穩步行走、轉體俯身、揮手與臺下觀眾打招呼、以緩慢速度揮手,做簡單的舞蹈動作等動作。

              另外,特斯拉還展示了人形機器人擎天柱在汽車工廠搬運箱子、澆水植物等的視頻。馬斯克透露,這款機器人售價預計不到2萬美元,比汽車還便宜,“三五年后人們可以訂購擎天柱機器人?!?/p>

              據介紹,Optimus的大腦采用特斯拉的超級計算機系統Dojo,擁有超強的計算能力;視覺感知系統主要基于特斯拉FSD的計算機模組和方案,面部配備8個汽車同款Autopilot攝像頭,最遠監測距離可達250米;運動則是主要靠脖子、手、腿以及軀干等搭載的40個機電傳動器,其中手部的12個機電傳動器,能夠讓機器人達到接近人類靈活水平。

              馬斯克此前曾表示,特斯拉機器人最初的定位是替代人們從事重復枯燥、具有危險性的工作,但遠景目標是讓其服務于千家萬戶,比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。


              CyberOne給雷軍送玫瑰。 圖片來源:網絡

              名稱:鐵大

              制造商:小米

              今年8月11日,小米秋季新品發布會在京舉行,小米首款全尺寸人形仿生機器人CyberOne也正式亮相。

              據悉,CyberOne是繼去年小米仿生四足機器人Cyberdog后,小米機器人Cyber家族的新成員,內部藝名“鐵大”?!拌F大”身高177cm,體重52kg,采用了多種技術,能感知45種人類語義情緒,分辨85種環境語義;搭載小米自研全身控制算法,可協調運動 21 個關節;配備了Mi Sense視覺空間系統,可三維重建真實世界;全身5種關節驅動,峰值扭矩300Nm,它“小腦”發達、可實現雙足運動姿態平衡,四肢強健、動力峰值扭矩300Nm等領先技術能力。

              據介紹,CyberOne可以單手垂直抓握3斤重的物體,在發布會現場,“鐵大”走上舞臺,向小米創始人雷軍送上了一朵玫瑰。


              機器人Ameca表情豐富。 圖片來源:網絡

              名稱:Ameca

              制造商:英國科技公司Engineered Arts

              機器人Ameca由英國科技公司Engineered Arts開發。據介紹,Ameca重49kg,1.87m,身體共有52個模塊,支持51種關節運動。該公司稱Ameca為“機器人的未來面孔”,是迄今為止“最有人味的機器人”。

              關于這個機器人,最著名的是2021年底一段視頻:Ameca活動肩骨后,突然間靈魂附體,大夢初醒般睜開雙眼。最新的視頻中,機器人Ameca的眼神又可以做到隨著人類手指頭移動自如,甚至還會退縮。更令人驚奇的是,它被侵犯私人領域后滿臉嫌棄,甚至直接對人類動手——把人類的手擋開。研究人員稱,視頻中人類觸碰Ameca鼻子的行為讓它“感受”到了恐懼。

              Ameca是如何做出逼真的表情和拒絕人類的動作呢?簡單講,為機器人配備一個更精細,更智能的身體(Artificial Body,即AI×AB),主要依靠兩大核心技術實現:一個是機器人操作系統Tritium,另一個是Mesmer技術,一個用于建造仿真人形機器人的系統。它能為Ameca提供大量的真人表情數據,也正是上面提到Ameca做出逼真表情的背后支撐。


              Walker機器人。 圖片來源:網絡

              名稱:Walker

              制造商:優必選

              Walker機器人是位于深圳的優必選為實現“讓機器人走進千家萬戶”而打造的大型家庭服務機器人。

              新一代Walker機器人具備36個高性能伺服關節以及視覺、聽覺、空間知覺等全方位感知系統,可以實現平穩快速的行走和靈活精準操作。Walker機器人具備了在常用家庭場景和辦公場景的自由活動和服務的能力,可以雙手雙足,能像人一樣走路、上下樓梯、走斜坡和不平整地面,還可以在家中自由行走,并完成簡單的家庭服務工作。

              經過四次迭代,優必選Walker已開始在特定的場景下提供專業服務,例如在機場、銀行、企業,還有科技館、高端酒店等場景中使用。

              上游新聞據天目新聞、中國新聞周刊、中國證券報、證券時報、鈦媒體等綜合

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