遠(yuǎn)處，一名摩托車受像其他職業(yè)騎手一樣轉(zhuǎn)過這條彎路。只有在足夠接近的時(shí)候，觀眾才會(huì)意識到，這名騎手不是人，而是個(gè)藍(lán)色的人形機(jī)器人，它看起來就像是直接從電腦游戲《光暈》（Halo）屏幕上走出來?！豆鈺灐访枋龅氖侨祟惻c被稱為“盟約”的外星人之間的星際戰(zhàn)爭。

 

　　圖：Motobot 2.0是個(gè)自主機(jī)器人，它被設(shè)計(jì)參加高速摩托車比賽

 

　　當(dāng)這個(gè)機(jī)器人Motobot 2.0停下車時(shí)，你可能覺得它可以走下摩托車來追捕你，但實(shí)際上它還不能。Motobot 2.0是一款全自動(dòng)摩托車駕駛機(jī)器人，它是專門設(shè)計(jì)的，可以騎乘雅馬哈YZF-R1M在賽道上高速行駛，這款摩托車曾是賽車傳奇人物瓦倫蒂諾·羅西（Valentino Rossi）的最愛。人類操作員可以在0到100%范圍內(nèi)控制Motobot，這個(gè)過程大致與賽車團(tuán)隊(duì)和騎手討論策略差不多。這輛摩托車看起來就像經(jīng)典的現(xiàn)代空氣動(dòng)力賽車，在高速公路上可迅速超越大多數(shù)汽車。

 

　　去年9月份，開發(fā)Motobot 2.0的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)目標(biāo)，即機(jī)器人在賽道上的時(shí)速成功達(dá)到200公里，比其前身Motobot 1.0的速度快50公里。不幸的是，它仍然沒有達(dá)到羅西的水平，與后者相差大約30秒鐘。羅西是有史以來最成功的摩托車賽車手之一，他獲得過9次摩托車大獎(jiǎng)賽世界冠軍。10月份，Motobot第二次試圖打破羅西的紀(jì)錄，但再次失敗。

 

　　Yamaha Motor Ventures & Laboratory Silicon Valley首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理Hiroshi Saijou說：“我們曾發(fā)生了幾起重大事故，其中兩起是災(zāi)難性的。幸運(yùn)的是沒有人受傷，這兩件事都發(fā)生在安全的、人為控制的環(huán)境中。在我們開發(fā)和測試Motobot的過程中，有幾次遇到了低速事故，這都是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展需要付出的代價(jià)。”

 

　　Motobot始于2014年日本摩托車制造商雅馬哈的“moonshot”項(xiàng)目。這些項(xiàng)目都顯得雄心勃勃，尋求探索性和突破性，但短期盈利的希望甚微。雅馬哈最初的概念是“能夠自主駕駛摩托車的仿人機(jī)器人”，該公司與斯坦福研究所（SRI International）合作以實(shí)現(xiàn)其愿景。

 

　　圖：雖然Motobot的工程師們希望擊敗著名車手瓦倫蒂諾·羅西（Valentino Rossi），但這個(gè)目標(biāo)還沒有實(shí)現(xiàn)

 

　　斯坦福研究所成立于1946年，是硅谷創(chuàng)新的前沿陣地。該機(jī)構(gòu)開發(fā)了諸如蘋果智能助手Siri、電腦鼠標(biāo)以及像Proxi這樣的類人機(jī)器人等項(xiàng)目，Proxi項(xiàng)目旨在幫助人類應(yīng)對自然災(zāi)害。早在1966年，斯坦福研究所就制造出了第一個(gè)能夠感知周圍環(huán)境的移動(dòng)機(jī)器人。

 

　　Hiroshi Saijou稱：“為什么選擇摩托車？因?yàn)檫@是非常難以實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)，而且從來沒有人做過。時(shí)速達(dá)到200公里的目標(biāo)的意義在于，它需要極高的預(yù)視計(jì)算能力。計(jì)算必須在1/1000秒內(nèi)完成，而任何微小的錯(cuò)誤將被放大，Motobot無法從這個(gè)錯(cuò)誤中恢復(fù)過來。大多數(shù)人類騎手都沒有體驗(yàn)過這樣的速度。所以，我們設(shè)定足夠高的目標(biāo)，以此來證明Motobot的能力優(yōu)于人類。擊敗羅西將是個(gè)明確的證據(jù)，證明Motobot可以擁有超越人類的能力。”

 

　　對于機(jī)器人工程師、斯坦福Motobot項(xiàng)目負(fù)責(zé)人布萊恩·福斯特（Brian Foster）來說，這個(gè)項(xiàng)目的另一個(gè)目標(biāo)是“學(xué)習(xí)如何成為偉大的騎手”。他說：“騎手們?nèi)绾胃惺軤恳臉O限，優(yōu)化摩托車的動(dòng)力輸出，并在不崩潰的情況下從摩托車的極限中恢復(fù)過來。使用未改裝的摩托車是這個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵，并為評估機(jī)器人和人類的競爭設(shè)置了競技場。”

 

　　這條規(guī)則意味著，設(shè)計(jì)者必須克服各種各樣的約束，比如幾何，控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行器尺寸，傳感器放置的位置，還有更多在特制車輛中不會(huì)成為問題的因素。Motobot的身體與摩托車相連，但它的手仍然需要緊握和擰開油門。另一方面，這款機(jī)器人不需要像自動(dòng)駕駛汽車那樣使用攝像頭或激光導(dǎo)航，因?yàn)樗粫?huì)駛?cè)牍驳缆?。它可以使用更簡單的GPS和IMUs（慣性測量裝置）等技術(shù)，它們通常被用于控制無人機(jī)和衛(wèi)星。然而，工程師們面臨著許多挑戰(zhàn)，機(jī)器人需要在賽道上高速駕駛摩托車而不會(huì)碰撞。

 

　　圖：Motobot 2.0的工程師來自于其他類人機(jī)器人開發(fā)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，比如步行機(jī)器人Durus

 

　　福斯特表示：“我們面臨的第一個(gè)重大挑戰(zhàn)是平衡控制器。Motobot必須學(xué)會(huì)如何在摩托車時(shí)速保持在5公里到200公里之間、傾斜度在0到50度之間保持平衡。它必須能夠快速準(zhǔn)確地改變傾斜角度。當(dāng)我們接近最終的高性能版本時(shí)，控制算法會(huì)不斷完善。與之類似，路徑跟蹤算法也必須在高速直道、突然轉(zhuǎn)彎、強(qiáng)加速以及強(qiáng)減速等方面都有很好的表現(xiàn)。”

 

　　福斯特補(bǔ)充說：“開發(fā)適應(yīng)如此廣泛極端條件的控制器是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。從我的角度來看，最大的挑戰(zhàn)是在不崩潰的情況下識別性能限制。為了改進(jìn)算法，我們需要不斷地把它推到極限，看看哪里需要改進(jìn)。如果我們超過極限，算法就會(huì)崩潰，進(jìn)而失去一切。如果我們不夠努力，我們就無法學(xué)到足夠的東西，我們的進(jìn)步也會(huì)過于緩慢。這是一個(gè)持續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)平衡練習(xí)。”

 

　　為了降低風(fēng)險(xiǎn)，福斯特及其團(tuán)隊(duì)會(huì)把Motobot和摩托車帶到實(shí)驗(yàn)室，在那里他們進(jìn)行了非常復(fù)雜的模擬，機(jī)器人會(huì)用剎車和變速裝置，就像它騎著賽車在賽道上一樣。然后傳感器會(huì)將數(shù)據(jù)反饋到每秒數(shù)百次的模擬中。福斯特說：“最終，沒有什么能完美地復(fù)制現(xiàn)實(shí)世界中的場景，所以我們?nèi)匀恍枰罅康母檿r(shí)間，并且必須管理隨之而來的風(fēng)險(xiǎn)。”

 

　　Hiroshi Saijou認(rèn)為，“學(xué)習(xí)成本”是我們尚沒有看到人工智能擊敗人類摩托車世界冠軍的重要制約因素。他表示：“最重要的是成本，不僅是資金，還有學(xué)習(xí)需要耗費(fèi)的時(shí)間和資源。像AlphaGo這樣的棋盤游戲人工智能，可以學(xué)習(xí)如何下去，如何快速取勝，因?yàn)樗鼪]有被破壞的風(fēng)險(xiǎn)。我相信，在它最終贏得人類冠軍之前，也會(huì)經(jīng)歷數(shù)百萬次的失敗。對于Motobot來說，學(xué)習(xí)成本更昂貴，維修也需要很長時(shí)間。所以，我們每次做試驗(yàn)都需要格外小心。”

 

　　也許Motobot需要噴氣背包來擊敗羅西。機(jī)器人設(shè)計(jì)師、機(jī)器人設(shè)計(jì)咨詢公司Morfey Design總監(jiān)斯蒂芬·莫菲（Stephen Morfey）說：“我們反復(fù)討論了競爭的極限應(yīng)該是什么。”他是Motobot項(xiàng)目第一階段的首席機(jī)械設(shè)計(jì)師，并參與斯坦福研究所等機(jī)構(gòu)的其他類人機(jī)器人項(xiàng)目，如行走機(jī)器人Durus。莫菲表示：“噴氣推進(jìn)器是不允許的，但它可以是空氣動(dòng)力學(xué)的形狀。我們決定，把Motobot放在摩托車上，因?yàn)樗氖直仨氉プ“咽帧?rdquo;

 

　　圖：當(dāng)Motobot被連接到摩托車上時(shí)，它被要求像人類一樣緊握和擰開油門

 

　　莫菲認(rèn)為，通過設(shè)計(jì)速度非?？斓淖詣?dòng)雙輪摩托車，擊敗羅西會(huì)容易得多。他說：“我們還沒有打敗羅西。為什么？因?yàn)檫@是一個(gè)難題。你必須考慮數(shù)百個(gè)不同的變量。原則上，你可以使用機(jī)器人來優(yōu)化所有這些東西，但實(shí)際上，它要難得多。”

 

　　雖然Motobot未能擊敗羅西降低了工程團(tuán)隊(duì)的自豪感，但他們已經(jīng)洗去了重要的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。Motobot的未來似乎有兩條腿，但它不同于大多數(shù)的人形機(jī)器人，因?yàn)樗挥猛茸呗?，但是未來版本可能?huì)騎著摩托車走路。這是一種適用于解決現(xiàn)代問題的后自主性改造，可能通過他們的研究和實(shí)驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)。

 

　　例如，在未來的幾年里，發(fā)展中國家可以使用像Motobot這樣的人形機(jī)器人來完美操作拖拉機(jī)和挖掘機(jī)，而這些機(jī)器將被新的昂貴的自主產(chǎn)品所取代。斯坦福研究所已經(jīng)與智利采礦公司Enaex合作開發(fā)一種看起來相當(dāng)怪異的遙控機(jī)器人，名為Robominer，它有四個(gè)輪子，有人形機(jī)器人獨(dú)有的頭部、兩條手臂以及軀干。

 

　　Hiroshi Saijou將Motobot歸為成功類產(chǎn)品嗎？他說：“它正處于通往成功的路上。在過去三年里，我們學(xué)到了很多東西，將來也會(huì)用到這些知識。這對我們在業(yè)務(wù)上取得真正的成功有著巨大的幫助。“我們所學(xué)到的東西是如此的獨(dú)特，以至于在沒有Motobot的情況下很難得到它。我們正在積極致力于Motobot 3.0的開發(fā)，敬請期待。”