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波士顿动力推出全新Atlas:人形机器人并不一定要像人
作者:Meiding He 2024-04-18

为什么波士顿动力要转向全电动机器人?


作者|苏霍伊

编辑|王博


“十年来,Atlas激发了我们的想象力,启发了下一代机器人专家,并在该领域突破了技术障碍。现在,是时候让我们的液压Atlas机器人休息放松一下了。”

4月16日,波士顿动力(Boston Dynamics)发布了《再见,液压Atlas》视频,正式宣告其研发的液压驱动双足人形机器人Atlas退役。

在视频的结尾,Atlas深深鞠躬,之后还有一句话“直到我们再次相遇,Atlas”。

再次相遇并没有等太久,在波士顿动力宣布液压Atlas机器人退役不到24个小时,其全新研发的全电动Atlas机器人便亮相了。

波士顿动力介绍,新一代的Atlas基于数十年研究积累的成果,“我们从未忘记打造当前工业中最强大、最实用的移动机器人以解决最棘手问题的承诺。”

Atlas自2013年首次亮相以来,就因其独特的设计和高度灵活的运动能力而广受关注。但是,波士顿动力为什么会放弃液压驱动转向全电动路线?

一是波士顿动力想要更加商业化,液压路径维护成本高,对用户太不友好;二是近年来电机的功率有较大提高。当初波士顿动力选择液压是因为力矩输出更高,他们想要做动态控制。但是现在电机驱动可能会比使用液压驱动的效果更好,这也得益于电动汽车的发展。综合来看,电动肯定是机器人的主要发展路径。”麻省理工学院机械工程方向的研究人员Max告诉「甲子光年」。

从液压驱动到全电动是Atlas机器人走向实际应用的重要一步。波士顿动力这次特别强调了“实验室、工厂和的日常生活”这些使用场景。电力系统通常更安静、反应更快、维护更容易。它们还允许更精细地控制动作,这对于需要高精度和敏捷性的任务至关重要。此外,电力系统可能更节能,降低机器人的运营成本和环境影响。

另外,全电动机器人也更符合机器人和自动化的趋势,这一点从英伟达GTC上亮相的机器人就能看出。

液压驱动Atlas的退役,标志着一个时代的结束。而来到已经高手云集的全电动机器人时代,新的全电动Atlas依然给人们带来了惊喜——就像十多年前的那个后空翻一样。


1.人形机器人并不一定要像人


尽管波士顿动力发布的“全新Atlas”演示视频只有39秒,但是细节满满。

其中,最引人注目的是机器人的动作——部分已经超越了人类的运动能力。

视频中,电动Atlas躺在地上,背景中隐隐可听见电机的运转声。虽然不算特别安静,但与其前辈液压Atlas相比已大为改善。

很快,Atlas的腿部在膝盖处弯曲,随后双腿以不符合人类习惯的姿势扭曲,不需要手部支撑便完成了站立的动作。原来躺着只是它的“假动作”,其实它是通过巧妙的腿部旋转改变了位置。

来源:Boston Dynamics

“我们在大多数关节处设计了一套定制的、高功率且极其灵活的执行器。”波士顿动力CEO罗伯特· 普莱特(Robert Playter)表示,“这是一个巨大的运动范围。这确实将如顶尖运动员般的力量集成在这个小型设备中,我们在整个机器人的设计中上应用了这种技术。”

此外,电动Atlas还有一个“灵活转身”的特点。Atlas完全站立时是背对摄像机的,在它向镜头走来的时候,Atlas先将头部旋转180度,接着上半身也跟着转。随后上半身再次跟随头部转动180度,Atlas从摄像机前走开,消失在画面之外。

来源:Boston Dynamics

虽然步态虽略显生硬,但与不少商用人形机器人相比,已经流畅了很多。

“它将能够执行人们无法完成的一系列动作,”普莱特解释道,“这是非常实用的。”

让机器人能在更小的空间里灵活转身也很关键。这些机器人设计的目的是要融入现有的工作流程中去,不需要改变现场布局。如果机器人动作灵活,它就能在原有空间里顺利工作,否则可能需要重新规划整个工作区的布局。

波士顿动力的官方评价是:“电动Atlas将比我们前几代产品更强大,运动范围更广。”的确,这款新机器人让重心过高的躯干、弯曲的腿部和装甲板“消失”了,新的机械骨架上也找不到裸露的电缆。甚至,人们很难分清它的正反面。

这也传达了波士顿动力对人形机器人的理解:构建人形机器人并不需要使机器人尽可能像人。

比如视频里的机器人手并不是全新设计,它之前就在液压模型中使用过。波士顿动力从来没有完全按照人类的手设计它们,液压Atlas的手指有四根,电动Atlas的手只有三根手指。

普莱特解释:“机器人的手部很复杂。当你让这些机器部件接触到各种物体时,它们必须足够可靠和坚固,所以我们减少了手指的数量来简化设计。我们还会继续改进手部结构,使它们能柔软地抓住各种形状,并且装有感应器,这样机器人就能感觉到何时触碰到东西。”

电动Atlas设计中还有一个争议点——它的头部,那个大圆形的显示屏让人联想到化妆镜。

普莱特说:“我们对这个设计元素考虑了很多。其他机器人都长得像人类,但我想让我们的机器人看起来更友好、开放。这个头部不仅有显示屏,里面还嵌有传感器。这种设计也是为了让机器人显得更友好,未来人们与机器人的互动非常重要。”

这款新机器人的美学风格更接近Agility的Digit和Apptronik的Apollo,它有一种更柔和、更卡通化的设计。

普莱特透露,该项目仍处于初期阶段。他们当前的计划是2025年初在现代汽车的设施上开始电动Atlas的试点测试。

“全面生产还要再过几年。”普莱特说,“我们将从明年开始在现代汽车的现场进行实验。想要成功,不仅需要酷炫的技术,还必须真正了解使用场景,确保投资机器人能带来足够的生产力。”

波士顿动力又一次引发了机器人行业的讨论。

英伟达高级研究经理、具身智能负责人Jim Fan看完电动Atlas的视频后感概:我们对“人类级别”的机器人技术如此痴迷,以至于忘记了这只是一个人为的限制。为什么我们不从一开始就创造一个超越人类的新物种呢?

图片来源:Jim Fan社交媒体

这次波士顿动力也打破了惯例,在商业化之路上,没有给Atlas改名。当年的SpotMini变成了Spot,Handle变成了Stretch,但Atlas还是Atlas。

就如同赵本山小品中的台词:你大爷还是你大爷。


2.一个新时代的到来


Atlas,源自希腊神话中托举天空的神。

液压Atlas最初由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助开发的,主要进行复杂环境下的救援任务。机器人的设计和功能也在不停迭代,包括跑步、跳跃以及进行各种体操动作的能力。

从这番技术迭代和战略调整推测,波士顿动力是希望把资源更多地集中在下一代自动化技术上。液压系统虽然强大,但也因其成本高和噪音大一直被诟病,且动作也都是预先编程的,这大大限制了Atlas的潜在应用,同时液压系统也更笨重,维护起来较为困难。

而在大模型等一众AI产物的加持下,机器人公司也在逐步向更高阶的具身智能公司跨越,液压的Atlas在技术的迭代下显得尤为落寞。

波士顿动力的改变从某种程度上来说,代表了机器人行业发展一个时代的结束,也预示着更为实用和经济的机器人技术的崛起。

此前,在特斯拉Optimus机器人首次亮相时,埃隆·马斯克(Elon Musk)描绘了一个全能机器人的蓝图:这个机器人能在工厂全天候工作,还能帮你买菜、做饭。听起来很美好,不是吗?

但机器人技术需要一步一个脚印地向前走。

虽然业界已经开始探讨多功能的通用人形机器人,但大多数系统还是在处理简单的任务,例如将物品从A点移动到B点。要让机器人真正实现多功能,还需要更加广泛的智能。

应用商店模式似乎提供了一个选择,但普莱特表示波士顿动力不打算让Atlas走这条路,“我们将专注于开发具体的应用,而不是创建一个开放平台。我们的经验告诉我们,专注于解决一个具体问题能让我们进展更快,而不是等别人来解决。我坚信,人工智能在这里扮演着关键角色,它将支持完成各种任务。”

波士顿动力最近向开发者开放了Spot的强化学习算法,这或将成为Atlas技能进一步发展的基础。

普莱特解释,要让人形机器人成功,它们需要能做到更多,“人形机器人应该能执行多种复杂任务。你有两只手,应该能抓取复杂和重的物体,这是简单的拾取机器人做不到的,而且需要重复成千上万次。我认为只能完成单一任务的机器人已经过时了,Stretch可能是最后一个只移动箱子的机器应用。”

新的Atlas将执行什么任务?今年2月发布的一段视频中,液压版Atlas与汽车减震器互动的画面可能给出了答案,减震器也是普莱特此前提到的现代汽车部件之一。

普莱特介绍:“我们在动态负载方面有着深厚的背景,这意味着我们能在保持极高机动性的同时搬运重物,这将成为我们的一大优势。视频中的减震器大约重25磅。我们即将发布的视频将展示Atlas执行更多实际操作任务。目前我还没有看到其他公司能做到这样。”

2023年科技行业的关键词是“大模型”,而今年“具身智能”已经成为关键词之一。

今年3月,OpenAI与人形机器人初创公司Figure合作推出的Figure 01机器人,凭借一段2分35秒的视频刷爆全网,视频中的Figure 01展现出了惊人的理解、判断、行动和自我评价的能力。

这就是OpenAI和Figure宣布合作13天后的成果。此前,Figure已从亚马逊创始人贝索斯(Bezos)、英伟达、OpenAI和微软等巨头那里筹集了约6.75亿美元的资金,公司估值达到了26亿美元。

随着技术的不断进步,具身智能的普及率预计将会加速。据高盛预测,在理想状态下,如果在短期内机器人的软硬件能够实现重大技术突破,到2035年,人形机器人的市场规模有望达到1540亿美元,增长率可能达到94%。而在乐观的情况下,人形机器人的出货量在2035年可能达到100万台。

波士顿动力的转身并不算早,但就像全新Atlas会180度转身一样——很灵活也很惊艳。

人们告别液压Atlas眼泪还没擦干呢,新的期待就拉满了。

*应受访者要求,文中Max为化名

(封面图来源:Boston Dynamics)


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