世界上第一個(gè)全尺寸人形“智能”機(jī)器人WABOT-1誕生于1972年，研發(fā)者是日本早稻田大學(xué)加藤一郎教授，經(jīng)過(guò)51年的發(fā)展，如今機(jī)器人“擎天柱”已經(jīng)可以自我制造“擎天柱”。
在特斯拉2023InvestorDay上展示的視頻中，兩臺(tái)特斯拉機(jī)器人Optimus（擎天柱）相互配合，用電動(dòng)工具組裝一臺(tái)新的Optimus。這個(gè)場(chǎng)景不免讓人對(duì)人形機(jī)器人在高科技生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿Τ錆M期待?，F(xiàn)在有哪些技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大的人形機(jī)器人？下面這幾位值得了解一番。
波士頓動(dòng)力Atlas
液壓人形機(jī)器人的最高水平
在特斯拉的Optimus亮相之前，來(lái)自波士頓動(dòng)力的Atlas是人形機(jī)器人領(lǐng)域的明星，它也是目前最先進(jìn)的動(dòng)力機(jī)器人。每隔一段時(shí)間，波士頓動(dòng)力就會(huì)公布視頻，向公眾展示Atlas又“進(jìn)化”出哪些新本事。
Atlas前身是波士頓動(dòng)力于2009年開(kāi)始研發(fā)的PETMAN人形機(jī)器人，主要目的是替代人類去測(cè)試危險(xiǎn)化學(xué)環(huán)境下的新型防護(hù)設(shè)備的可靠性。
2013年，身高為188cm、體重150kg的初代Atlas正式亮相，應(yīng)用方向?yàn)榫o急搜救領(lǐng)域。2016年，二代Atlas登場(chǎng)，身高矮了13cm到了175cm，但體重幾乎只有初代的一半，大幅降低到81.6kg。而到了2018年的第三代Atlas，身高只有150cm，體重仍然保持在80kg。
第三代的Atlas速度能達(dá)到1.5m/s，能完成慢跑、三級(jí)跳、后空翻和空中體操等一系列復(fù)雜動(dòng)作。
Atlas采用電源供電和液壓驅(qū)動(dòng)，由全身上下的28個(gè)液壓執(zhí)行器協(xié)同完成各項(xiàng)工作。
在最新的視頻中，Atlas能夠連貫地越過(guò)臺(tái)階，跑過(guò)斜坡，走過(guò)平衡木，單手支撐身體越過(guò)橫桿，完成類
似“跑酷”的高級(jí)動(dòng)作，地面運(yùn)動(dòng)能力已經(jīng)超過(guò)絕大多數(shù)未經(jīng)專業(yè)訓(xùn)練的普通人類。研究團(tuán)隊(duì)表示，現(xiàn)在的Atlas已經(jīng)可以靠自身的傳感器感知環(huán)境，從而自主行動(dòng)。
目前Atlas并沒(méi)有上市，波士頓動(dòng)力也沒(méi)有公布其成本，但師出同門(mén)的商用機(jī)器狗Spot的正式銷售價(jià)格為50萬(wàn)元，Atlas的成本猶在Spot之上。
Ameca
最像人類的機(jī)器人
Atlas和擎天柱雖然結(jié)構(gòu)參照人類設(shè)計(jì)，但外形還是非常不像。目前最能以假亂真的任形機(jī)器人是來(lái)自英國(guó)EngineeredArts的Ameca。
Ameca是一位“女性”機(jī)器人，身高187cm，體重約49kg，身體由52個(gè)模塊組成，能支持51種關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
面對(duì)人類的各種提問(wèn)，Ameca都對(duì)答如流，同時(shí)面部能夠做出豐富的表情比如眨眼、噘嘴和皺鼻子，甚至其他人過(guò)于接近，侵犯到私人領(lǐng)域時(shí)，她會(huì)做出嫌棄的表情，退縮阻擋的舉動(dòng)。
據(jù)EngineeredArts表示，Ameca集成了其自研的兩種技術(shù)：機(jī)器人操作系統(tǒng)Tritium和建造仿真人形機(jī)器人Mesmer技術(shù)，后者為Ameca提供大量的真人表情數(shù)據(jù)，讓Ameca能做出逼真生動(dòng)的表情。
除了支持各項(xiàng)動(dòng)作的機(jī)械、物理結(jié)構(gòu)之外，Ameca的人工智能水平源于其采用了GPT3模型，與近期火爆的ChatGPT同出一源。
GPT3是一種大型語(yǔ)言模型，目的是使用深度學(xué)習(xí)分類或產(chǎn)生人類可以理解的自然語(yǔ)言。通過(guò)該技術(shù)，Ameca將輸出內(nèi)容提供給在線TTS（文字轉(zhuǎn)換成語(yǔ)言）服務(wù)，該服務(wù)可以生成聲音和唇形的同步，從而完成整個(gè)溝通過(guò)程。
特斯拉擎天柱
真正有望普及的機(jī)器人
馬斯克首次公開(kāi)特斯拉要推出機(jī)器人的消息是在2021年的特斯拉AIDay，當(dāng)時(shí)定的目標(biāo)是讓機(jī)器人代替人類去從事重復(fù)枯燥、具有危險(xiǎn)性的工作，遠(yuǎn)景目標(biāo)是讓其服務(wù)于千家萬(wàn)戶，比如做飯、修剪草坪、照顧老人等。特斯拉機(jī)器人將具有可量產(chǎn)、低成本、高可靠性等特點(diǎn)，價(jià)格不高于2萬(wàn)美元。
在一年之后的2022年AIDay上，teslaOptimus（擎天柱）正式亮相，特斯拉的研發(fā)速度相當(dāng)驚人。
擎天柱身高172cm，體重56.6kg，能拿取20kg重的物品，雙手向上舉重能力為68kg，手臂伸展的舉重能力為5kg。最高行走速度為5英里/小時(shí)（8.05公里/小時(shí)），與成年人步行速度相當(dāng)。另外擎天柱的腹部軀干裝有一個(gè)2.3kWh的電池，能提供其一整天工作所需電量。
馬斯克稱，擎天柱的大腦采用特斯拉的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Dojo，視覺(jué)感知系統(tǒng)基于特斯拉FSD（Fullself-driving完全無(wú)人駕駛系統(tǒng)）的計(jì)算機(jī)模組和方案，頭部用了8個(gè)特斯拉汽車同款A(yù)utopilot攝像頭，最高視距為250米。擎天柱的運(yùn)動(dòng)能力來(lái)自脖子、手、腿以及軀干等搭載的40個(gè)電機(jī)，其中手部的12個(gè)電機(jī)能夠讓擎天柱的機(jī)器靈活程度接近人類水平。
在AIDay現(xiàn)場(chǎng)，擎天柱完成了步行、轉(zhuǎn)體俯身、揮手打招呼、簡(jiǎn)單舞蹈等動(dòng)作。隨后的演示視頻中，擎天柱還進(jìn)行了搬箱子、給植物澆水等演示，擎天柱大多數(shù)動(dòng)作的反應(yīng)速度、靈活程度與人類差距不小。
又過(guò)了半年之后，在InvestorDay上公開(kāi)的視頻中，擎天柱有了驚人的進(jìn)化。除了能夠完成“自我生產(chǎn)”、外觀更加精致之外，擎天柱配置的Autopilot攝像頭數(shù)量從8個(gè)減少到了3個(gè)，同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)，在不同的關(guān)節(jié)處，擎天柱采用了對(duì)稱一致的機(jī)械組件，它的手掌、手臂、腿部的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了調(diào)整，能夠更加靈活地完成更復(fù)雜、精細(xì)的動(dòng)作。
這些改進(jìn)都是在保證和提升功能和性能的同時(shí)，進(jìn)一步降低了擎天柱的成本，也是向馬斯克所宣稱的“特斯拉要推出真正量產(chǎn)、普及可用的智能機(jī)器人”的目標(biāo)大幅邁進(jìn)。
也許3—5年后，擎天柱量產(chǎn)上市的目標(biāo)真的能實(shí)現(xiàn)。
小米CyberOne鐵大
國(guó)產(chǎn)最強(qiáng)人形機(jī)器人
在中國(guó)有不少研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)投入到人形機(jī)器人的研發(fā)中，比如蒂艾斯科技的exrobots人形機(jī)器人因?yàn)橥庑胃叻抡娑仍诤Ｍ馐袌?chǎng)小有名氣。深圳優(yōu)必選科技2020年也發(fā)布了WALKERX機(jī)器人，不過(guò)知名度最高的估計(jì)是小米的CyberOne（俗名“鐵大”）。
“鐵大”身高177cm，體重52kg，臂展為168cm。在交互方面，能分辨85種環(huán)境語(yǔ)義，感知45種人類語(yǔ)義情緒，實(shí)現(xiàn)人物身份、手勢(shì)和表情的識(shí)別。
它搭載小米自研全身控制算法，支持21個(gè)自由度動(dòng)作，單手可握持1.5kg物體，并能實(shí)現(xiàn)各自由度0.5毫秒級(jí)別的實(shí)時(shí)響應(yīng)，模擬人的各項(xiàng)動(dòng)作。同時(shí)配備了MiSense視覺(jué)空間系統(tǒng)，可三維重建真實(shí)世界，完成避障和行動(dòng)。
“鐵大”髖關(guān)節(jié)電機(jī)瞬時(shí)峰值扭矩可達(dá)300nm，可實(shí)現(xiàn)雙足運(yùn)動(dòng)姿態(tài)平衡。支持反向拖動(dòng)上肢復(fù)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)等功能。
鐵大并沒(méi)有正式發(fā)售，據(jù)說(shuō)售價(jià)會(huì)在10萬(wàn)美元（約合72.3萬(wàn)元人民幣）左右。
