(SpotMini機器人亮相視頻截圖 )
而且也如同以往一樣,波士頓動力也并沒有公布任何技術(shù)細節(jié),所以我們這篇文章也只是盡量從視頻中提取出一些有用的信息加以分析,以饗讀者。
在這段視頻里面,除了最開頭的集體亮相,實際進行運動展示的一共有五款共兩類機器人,其中四款為視頻的主角——SpotMini機器人。既然這款機器人叫SpotMini,那么我們自然可以想到,還有一款它的前輩,Spot機器人,這款機器人在視頻一開始和SpotMini一同進行了出場。
(Spot機器人亮相視頻截圖)
所以,首先我們先來看看這款在2015年2月9日,同樣是在YouTube上發(fā)布的Spot機器人。
| Spot機器人
除了用于科學(xué)實驗的小狗機器人(LittleDog),Spot機器人當(dāng)年發(fā)布的時候是波士頓動力體格最小的四足機器人(現(xiàn)在這個記錄被SpotMini打破了)。Spot機器人可以實現(xiàn)室內(nèi)和室外的操作,它是電池能源供電,液壓系統(tǒng)作為驅(qū)動設(shè)備,所以免去了油料燃燒產(chǎn)生的噪聲,Spot機器人相對來說要比大狗機器人要安靜好多。
(大狗機器人腿部機構(gòu)圖,采用折角向前設(shè)計)
Spot機器人的另一大進步是腿部設(shè)計的優(yōu)化。
我們可以看到大狗機器人以及相關(guān)的衍生機器人的腿部膝蓋設(shè)計采用的是折角向前,但是Spot機器人的膝蓋關(guān)節(jié)部分采用的是折角向后,就像山羊腿一樣,而且視頻顯示,它在跳躍的時候確實也挺像一只山羊的。而這種設(shè)計也確實顯示出了很大的優(yōu)越性。我們在視視頻里面看到,Spot機器人可以在波士頓動力的辦公室自由漫步,可以在崎嶇不平的路面上上坡下坡,可以陪著人類小步慢跑。
(Spot機器人被踢后沒有摔倒并快速恢復(fù)站立 )
更重要的是,它這一米多的小身高,可以經(jīng)受得住人類強大的“虐狗”操作。Spot機器人擁有十分強大的平衡能力,當(dāng)面對人類的飛來一腳,Spot機器人竟然在很短的時間內(nèi)調(diào)整腿部步態(tài),保持不倒,并最終恢復(fù)站立,這套動作就如同一只真正的小狗面對這人類的霸凌,看著令人揪心。
(Spot機器人爬樓梯)
Spot機器人本體最明顯的一個特征是頭部帶著視覺傳感器,而且根據(jù)外形可以推測應(yīng)該是一款激光雷達傳感器,可以通過對路面環(huán)境進行檢測,以實現(xiàn)在不平坦路面上的行進。視頻顯示,Spot機器人可以實現(xiàn)爬樓梯的動作,但是我們看到在爬樓梯的過程中,激光雷達的視野是被機器人本體遮擋的,所以在爬樓梯的過程中極有可能是通過步態(tài)算法實現(xiàn)的,即通過程序控制Spot前腿抬高,邁上臺階然后后腿再跟上,而且由于前腿抬高的距離不夠,視頻中Spot上樓梯的過程是有點踉蹌的。
(Spot機器人行走在辦公室走道 )
其實當(dāng)初在發(fā)布Spot的時候人們就很疑惑,它能用來干什么。波士頓動力之前的四足機器人是和軍方進行合作,體積也大,動力也強,在崎嶇的山路馱個東西也都說得過去,但是這個Spot的小身板能干啥。人們懷疑,是不是可以用來做機器人偵查或者自動巡航的看門狗,難道波士頓動力要進軍寵物市場了?結(jié)果就在一年半后的今天,波士頓動力果然推出了他們的主要用于室內(nèi)環(huán)境的小型“寵物犬”—— SpotMini,不負眾望。
(小狗對Spot機器人狂吠 )
其實,當(dāng)Spot發(fā)布后還有一個有趣的小事情。波士頓動力的四足機器人基本上是不出售給民用的,但是Spot是個特例,它放出來了一臺Spot。風(fēng)險投資家兼特斯拉汽車董事會成員的Steve Jurvetson便是這臺Spot的擁有者。它做了一個小實驗,就是把他家的小狗狗和Spot放在了一起,看小狗狗是什么反映,視頻顯示,小狗狗對這臺機器狗并不是十分友好,從視頻開頭到結(jié)尾一直朝著Spot狂吠,并擺出一幅時刻要進攻的架勢。
(民用Spot機器人站立視頻截圖)
雖然這段視頻我們看上去十分好笑,實際上視頻里面的人也在不停地笑,但是這確實表明,將來這種真實生物與機器人的共存情景將會越來越多。機器人將來在我們的生活中會越來越多,不管是機器寵物還是亞馬遜Echo那樣的人工智能助手,我們確實現(xiàn)在就應(yīng)該思考我們將以怎樣的方式是面對生活中的這些機器人伙伴。
(《硅谷》第三季第一集截圖)
其實Spot機器人落入民間也有一個好處,我們可以拿來拍電視啊。喜歡看HBO出品的美劇《硅谷》的朋友一定很有印象,《硅谷》第三季第一集里面,當(dāng)Richard Hendricks聽到自己被自己開的公司"Pied Piper"開除的時候火冒三丈,于是叫上Erlich Bachman開上車就往公司趕,想把事情搞清楚。結(jié)果在路上撞上了一頭“鹿”。沒錯,這頭鹿就是頭上戴著兩個鹿角的Spot機器人。當(dāng)Richard得知自己撞上的是一臺機器狗的時候,還上演了一場虐狗大戰(zhàn),鑒于當(dāng)時他的心情,這種行為我們還是可以理解的,反正筆者當(dāng)時看到這段的時候,已經(jīng)笑翻了。
好了,Spot機器人就先介紹到這里,我們現(xiàn)在來看看他的mini版SpotMini機器人。
| SpotMini機器人
在波士頓動力發(fā)布到視頻里面,除了Spot機器人,細心的人一定發(fā)現(xiàn)了,其實一共出現(xiàn)了四款SpotMini機器人。
(第一款SpotMini機器人)
視頻一開頭和Spot機器人同時出現(xiàn)了一款SpotMini機器人,這款機器人并沒有頭上的機械臂,看上去也沒有激光雷達。但是卻完成了出門的動作,我十分好奇是有視覺傳感器我們沒有看到還是人為操作完成的這套動作。
(第二款SpotMini機器人)
然后有一款鉆洞行為的機器人,算是第二款的SpotMini機器人,在第一款SpotMini機器人的基礎(chǔ)上加上了激光雷達。
(第三款SpotMini機器人)
中間完成大部分的任務(wù)的是第三款SpotMini機器人,身體是鋼鐵結(jié)構(gòu),帶有機械臂,帶有視覺系統(tǒng)。所以接下來的分析我們主要是以第三款SpotMini為主要分析對象。
(第四款SpotMini機器人)
最后視頻末尾又出現(xiàn)了一款SpotMini機器人,這款機器人看著就像是第二款的升級版了,起碼在外部形態(tài)上通體白色的設(shè)計就顯得高雅了不少,畢竟是用于室內(nèi)家用機器人,顏值自然是要上去的。而且不光是顏值的區(qū)別,第三款機器人的視覺系統(tǒng)也不是很明顯,而且身體上也沒有了安全架,所以我們不確定這款機器人只是第二版外觀的升級版還是確實是有本質(zhì)區(qū)別。
我們先來看看在YouTube下面對SpotMini機器人的簡介都說了些什么。
SpotMini是Spot機器人的新型且更加小型的機器人版本,加上機器臂是29.5千克,而且防水(這個功能好強大,不知道將來主人掉進水里它是不是可以施救)。一次充電可以跑90分鐘,而且這個時間會隨著完成不同的任務(wù)而有所浮動。因為SpotMini是全部電動的,沒有任何液壓系統(tǒng)在身體上,所以是波士頓動力機器人里面最安靜的機器人之一,但是電動也意味著SpotMini的負重能力并不強,不過它的目標(biāo)也并不在于此。
而且它的身體上還安裝了大量的傳感器,例如深度攝像機、姿態(tài)傳感器、以及肢部的本體感受傳感器。這些傳感器可以幫助SpotMini完成各項復(fù)雜的動作以及巡航。
(SpotMini機器人拿玻璃杯)
根據(jù)簡介介紹可以得知,這款機器人是可以自主地完成一些任務(wù),但是很多時候需要人的協(xié)助來完成一些高難度的引導(dǎo)工作。而我們好奇視頻里面的動作到底哪些是屬于自動完成的動作,哪些又是認為遙控的動作。
動作中的自我矯正動作,以及機械臂的很多姿態(tài)規(guī)劃我們可以確定都是自動完成的,但是拿玻璃杯這項動作就不太好確定了,因為一方面玻璃杯本身是透明的,用視覺系統(tǒng)判斷位置并實現(xiàn)抓取確實有難度。不過要是這套動作確實是自動完成的,那SpotMini確實很厲害。
(大狗機器人的機械臂)
機械臂也是SpotMini的一大亮點,雖然并不是第一次使用。
因為在大狗的某一個版本里面,也有加入機械臂的產(chǎn)品。大狗的機械臂安裝在他的頭上,而且由于動力強勁,可以扔起23公斤的石塊,所以大狗的機械臂應(yīng)該可以扔起一個SpotMini。而且扔石塊的時候全身都參與動作,看起來就像在用生命在完成拋擲。但是SpotMini的機械臂就小巧輕便一些了,它的主要任務(wù)就是抓個杯子,扔個垃圾,幫主人拿個飲料順便賣個萌欺負下主人什么的,或者摔倒之后輔助站立。
(SpotMini機器人機械臂頭部穩(wěn)定性展示)
但是說實話,這個機械臂的造型看著確實有點恐怖,設(shè)計成蛇頭的形狀,不僅讓人想到了拉瑞·尼文已知世界里智商極高但是非常懦弱的Pierson's Puppeteer,一種擁有三只腳兩個蛇頭的生物。不過視頻里面機械臂具有超強的穩(wěn)定性,不管SpotMini身體怎么運動,機械臂末端都保持相對穩(wěn)定,這讓我想起了雞頭穩(wěn)定系統(tǒng),不知道控制算法是否是基于此原理實現(xiàn)的。
對于視覺系統(tǒng), IEEE Spectrum的作者Evan Ackerman猜測,SpotMini機器人可能使用了三個視覺傳感器。
(MultiSense S7傳感器 )
頭部使用了MultiSense S7傳感器進行前視,MultiSense SL傳感器是一種三模態(tài)(激光、三維立體、視頻)、高分辨率、高數(shù)據(jù)傳輸率、高精度的三維測距傳感器。該傳感器是適合使用在各種各樣的機器人,自動化和傳感應(yīng)用,如自主車輛,三維映射和工作區(qū)的理解。MultiSense SL傳感器封裝在一個堅固的,緊湊的盒子里,采用低功耗的FPGA處理器,并預(yù)編程了因子校正。
(Velodyne VLP-16傳感器 )
尾部采用了Velodyne VLP-16傳感器,它是Velodyne's 3D雷達產(chǎn)品里最小、最新也最先進的一款產(chǎn)品。它比同等價位的傳感器功能更強大,保留了Velodyne在激光雷達領(lǐng)域突破的主要特點:實時,360°,3D遠程以及反射率的校準(zhǔn)測量。
(機械臂頭部隱約可見的攝像頭)
我們在視頻中隱約看到機器臂張開夾器的時候,里面是有攝像頭的,而且可能這個攝像頭也是完成抓取玻璃杯的主要傳感器。
通過以上的介紹我們應(yīng)該對SpotMini機器人已經(jīng)有了初步的了解了,雖然我在我的文章《Google放棄波士頓動力背后:多足機器人的路為什么越走越艱難?》中寫到了多足機器人目前的困境,而且SpotMini機器人也并沒有解決我在文章中提到的多足機器人的遇到的各種問題,但有一點我們是可以肯定的,那就是波士頓動力在多足機器人領(lǐng)域的技術(shù)水平和技術(shù)積累已經(jīng)甩其他研究機構(gòu)好幾條街,并出現(xiàn)了技術(shù)上的兩極分化。
最后希望波士頓動力可以帶給我們更多的驚喜,如同它一貫帶給我們驚喜的方式:秘密制造“暗黑”機器人,然后拍視頻,然后毫無征兆地放到Y(jié)ouTube上,最后坐看世界為之沸騰。