仿人機器人跳舞比心。
工程師正在安裝機器人頭部。
工程師正在調(diào)試機器人整體協(xié)調(diào)性能。
今年“十一”長假，火了兩個機器人，一個是北京環(huán)球影城的“威震天”，一個是清華大學(xué)的AI虛擬學(xué)生“華智冰”。“威震天”跟誰都能搭上話，引得路人抱大腿合影；“華智冰”以甜美的歌喉出現(xiàn)在清華大學(xué)校園，邊彈邊唱，一曲《男孩》令人百聽不厭，人見人愛。
相比于“威震天”和“華智冰”，1000公里之外的上海，仿人機器人“小慧”不僅能說會跳，膚白貌美，在情緒表達和思維上因向真人靠近而名噪一時。12日，記者獲悉，清蕓機器人團隊將為“華智冰”賦予仿真肉身，“華智冰”將由虛擬走向?qū)嶓w。
半歲，已迭代了3次
上海市楊浦區(qū)智慧坊，一座百年歷史的紡織車間迸發(fā)新的活力，吸引不少高科技企業(yè)入駐。制作仿人機器人“小慧”的清蕓機器人團隊，就扎根在智慧坊。
“楊先生您好，歡迎來到我們上海清蕓機器人團隊參觀……”9月29日，當(dāng)記者踏入智慧坊時，美艷的“小慧”笑面相迎，溫馨的問候配合著肢體語言，熱情友善，寒暄結(jié)束還邀請記者一起做了個比心的手勢。
不是人的“小慧”，居然給人以人的感覺。“‘小慧’早就認(rèn)識你了，在你來上海之前我們就把你的圖像傳給了她，她就記在大腦里了。當(dāng)你踏進門后，她眼睛看到你了，就會和你打招呼。”一旁的工作人員解釋，對話內(nèi)容都是“小慧”自己組織的語言，全部來自云端搜索。
0.3版的“小慧”，身高1.68米，五官端正，膚如凝脂，身材苗條，一頭褐色長發(fā)一襲連衣裙。“小慧才半歲，但已完成了3次技術(shù)迭代，從0.1版到0.3版，動作和智能較之出生時提升很多。”清蕓機器人團隊負(fù)責(zé)人王磊告訴記者，仿人機器人處于人工智能的技術(shù)頂端，技術(shù)進步空間很大，團隊瞄準(zhǔn)的是國內(nèi)外前沿技術(shù)，這也是他們短時間內(nèi)不斷迭代的原因。
今年45歲的王磊畢業(yè)于清華大學(xué)，獲得3個碩士學(xué)位，曾工作于美國斯坦福大學(xué)人工智能與應(yīng)用項目。一年前，王磊放棄一家智能制造上市公司副總裁兼首席運營官職位，組建清蕓機器人團隊，會聚清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、同濟大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等一批青年學(xué)子，專注于仿人機器人研發(fā)與制作。團隊平均年齡只有30歲，他們的共同理想是打造一款“無限接近于人的仿人機器人”。
“‘威震天’高大的身軀里面其實是一位真人，他通過人為操作來完成外殼的各種動作。”王磊透露，“威震天”只是實體機器人的外觀，是人操作道具完成動作，沒有實現(xiàn)完全智能化，離仿人機器人還有很大距離。
清華大學(xué)的“華智冰”在今年“十一”期間大放異彩，一度登上熱搜。王磊說，雖然“華智冰”是AI虛擬人，并非實體仿人機器人，但和“小慧”有很多相似的地方，尤其是“華智冰”的歌聲和人類生物學(xué)特征全部由人工智能完成，肢體動作則由團隊成員訓(xùn)練完成。虛擬機器人相對容易實現(xiàn)各種動作，實體仿人機器人實現(xiàn)各種動作并不容易，需要不停調(diào)試和學(xué)習(xí)。目前，美日在仿人機器人領(lǐng)域暫時領(lǐng)跑。在無限接近真人的仿人機器人技術(shù)上全球競爭激烈，各國都在不斷突破技術(shù)瓶頸，王磊相信“小慧”很快就會跟上。
16種表情呈現(xiàn)喜怒哀樂
在智慧坊，清蕓機器人團隊占據(jù)了兩層樓，夜晚也常常燈火通明，“小慧”誕生于樓內(nèi)一條20多人組成的生產(chǎn)線上。在設(shè)計師岳瑩手中，一兩天的時間就可以勾勒出一具活靈活現(xiàn)的人物圖紙。“我們一般自己設(shè)計面孔，而不是選取明星的面孔，以避免法律糾紛。”
1:1的三維人物圖形傳到了下一個環(huán)節(jié)——結(jié)構(gòu)安裝。結(jié)構(gòu)工程師舒斌、黃子欽在一堆如山的材料中為仿人機器人選擇骨骼，重點是選擇腰、胸、手、腿等部位的骨骼。除骨骼外，“小慧”的心臟、頭部和肉身構(gòu)成也是科技含量最高的要件。心臟是“小慧”的控制系統(tǒng)，類似于電腦的中央處理器，對身體的各部位發(fā)出指令。技術(shù)難度最大的則是頭部功能的實現(xiàn)。
35歲的李龍是團隊中的“老人”。他負(fù)責(zé)“小慧”頭部控制系統(tǒng)的設(shè)計及布局，包括視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、語言系統(tǒng)等。他說，除了手勢等肢體語言外，“小慧”主要通過面部表情來實現(xiàn)喜怒哀樂。
“人的豐富面部表情依賴于44塊面部肌肉，‘小慧’的情緒表達也需要面部肌肉來完成。”李龍從8塊面部肌肉開始起步，逐步調(diào)試到今天的20塊，可以實現(xiàn)16種面部表情，如要表達笑這一種表情，小慧可輕松做出“大笑”“傻笑”“張口笑”“吐舌笑”等不同笑的表情。李龍正在嘗試采用低于人的面部肌肉數(shù)量來實現(xiàn)“小慧”接近于人的面部表情。
在語言系統(tǒng)，李龍開發(fā)出云腦系統(tǒng)，讓詞匯量無限大，“小慧”采取網(wǎng)上搜索答案的辦法實現(xiàn)人機對話。因為采用算法規(guī)劃語言路徑，“小慧”不僅能言善辯而且有問必答，在對話交流中很少卡殼。李龍說，“小慧”的這一優(yōu)勢在9月23日南京溧水舉行的全球農(nóng)產(chǎn)品直播電商節(jié)上大出風(fēng)頭，不僅帶貨的農(nóng)產(chǎn)品被大賣，游客還排隊跟“小慧”合影。
帶有體溫的人造皮膚
在智慧坊一間獨立的工作室，48歲的造型藝術(shù)師陳均承擔(dān)了“小慧”最后的皮膚造型工程。泥土、硅膠、模具——陳均在不同的材料中間來回穿梭，對照著設(shè)計好的三維圖形，先用泥巴造型，然后用硅膠代替，8小時后拆模定型，修剪加工，72小時后完全定型，一套栩栩如生的人造皮膚便新鮮出爐。
“皮膚是人體最大的器官，要做到以假亂真需要不停打磨，汗毛、色斑都不能落下。”陳均說，尤其是頭部皮膚，加工難度最大。“小慧”需要植眉毛、睫毛、頭發(fā)，最復(fù)雜的還是臉皮，需要與頭部的機芯相匹配，才能保證五官的動作協(xié)調(diào)，如眨眼、眼球轉(zhuǎn)動和張嘴說話都牽扯到臉皮的運動，同時也帶來表情的變化。陳均之前在蠟像館工作了30年，對塑造的人物外形非常講究，在頂級鉑金硅膠的幫助下，“小慧”外觀與真人無異，觸之膚如凝脂，還帶有體溫，皮膚血管也清晰可見。
王磊只要有空就會盯著一堆硅膠面孔看，有時候還幫忙給機器人的臉化個妝。他設(shè)想他的高顏值的小師妹——清華學(xué)生“華智冰”以什么樣的妝容才能不讓大家失望，“一定也是膚如凝脂”。
借助研究機器人研究人類
1997年的一場人機大戰(zhàn)，讓機器人“深藍”著實火了一把。隨著“深藍”一聲怒吼將國際象棋大師卡斯帕羅夫斬于馬下，一些諸如“機器人智能能否超過人類智能”“機器人是否會統(tǒng)治人類”的討論又一次在世界范圍內(nèi)展開。
彼時正在上大學(xué)的王磊也參與了這場討論。當(dāng)時有人預(yù)言“2050年，人形機器人隊打敗世界杯冠軍隊”。王磊說，這句話后來成為世界機器人足球大賽的口號，但現(xiàn)在看來，10年內(nèi)清蕓仿人機器人就可以上場踢足球了，根本不必等到2050年。
機器人（Robot）一詞來源于捷克作家卡雷爾·卡柏爾(Karel Capel)1920年的幻想劇《羅薩姆的萬能機器人》，捷克語是勞動的意思。1950年，美國的喬治·迪弗發(fā)明了第一臺工業(yè)用機器人，從此拉開了機器人快速發(fā)展的序幕。機器人一般根據(jù)不同應(yīng)用需求被設(shè)計成不同形狀，而仿人機器人研究集機械、電子、計算機、材料、傳感器、控制技術(shù)等多門科學(xué)于一體，代表著一個國家的高科技發(fā)展水平。
“實體機器人的主要差距應(yīng)該在控制算法和硬件設(shè)計上。”華中科技大學(xué)人工智能與自動化學(xué)院伍冬睿教授表示，目前人工智能都還是弱人工智能，即不具備自我意識，且不能解決一般性問題和思考、推理。在事先設(shè)計好的場景里面可以正常表現(xiàn)，但是遇到新問題就不會變通。伍冬睿認(rèn)為，目前仿人機器人的運動功能已經(jīng)比較完善了，主要缺點是思維和情緒功能。
“小慧”的思維和情緒功能的突破，讓王磊感覺壓力很大。一邊是要網(wǎng)羅國內(nèi)頂尖的機器人技術(shù)人才，一邊要不停融資。他還要緊盯國內(nèi)外仿人機器人動向，尤其是國外。
在王磊看來，從0.1走到0.3版，包括即將推出的0.4版，“小慧”都像自己的孩子一樣，是憑借興趣和理想才走下來的。大自然創(chuàng)造了人類，他們是要借助研究機器人來研究人類自己的行為、認(rèn)識人類自己。王磊說：“實體機器人和虛擬機器人是元宇宙的兩大基石，清蕓機器人團隊將會是未來元宇宙的一個基礎(chǔ)設(shè)施公司。” 為什么要讓機器人越來越像人？王磊解釋：只有仿人機器人才能代替人，與人和諧相處。越來越像人的機器人應(yīng)用場景會更多，如用做家庭保姆、照料老人等。人形機器人市場上很多，之所以越來越逼真，是需要與人溝通時不被排斥。對下一個版本的“小慧”，王磊給她設(shè)計了微表情，甚至還可以流淚。
