遠(yuǎn)處，一名摩托車(chē)受像其他職業(yè)騎手一樣轉(zhuǎn)過(guò)這條彎路。只有在足夠接近的時(shí)候，觀眾才會(huì)意識(shí)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(lái)就像是直接從電腦游戲《光暈》（Halo）屏幕上走出來(lái)?！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(zhēng)。

 

　　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(chē)比賽

 

　　當(dāng)這個(gè)機(jī)器人Motobot 2.0停下車(chē)時(shí)，你可能覺(jué)得它可以走下摩托車(chē)來(lái)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(chē)駕駛機(jī)器人，它是專門(mén)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(chē)曾是賽車(chē)傳奇人物瓦倫蒂諾·羅西（Valentino Rossi）的最愛(ài)。人類操作員可以在0到100%范圍內(nèi)控制Motobot，這個(gè)過(guò)程大致與賽車(chē)團(tuán)隊(duì)和騎手討論策略差不多。這輛摩托車(chē)看起來(lái)就像經(jīng)典的現(xiàn)代空氣動(dòng)力賽車(chē)，在高速公路上可迅速超越大多數(shù)汽車(chē)。

 

　　去年9月份，開(kāi)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(méi)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(lái)最成功的摩托車(chē)賽車(chē)手之一，他獲得過(guò)9次摩托車(chē)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(shuō)：“我們?cè)l(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(méi)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(kāi)發(fā)和測(cè)試Motobot的過(guò)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(chē)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(chē)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(chē)手瓦倫蒂諾·羅西（Valentino Rossi），但這個(gè)目標(biāo)還沒(méi)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(kāi)發(fā)了諸如蘋(píng)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(duì)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?chē)h(huán)境的移動(dòng)機(jī)器人。

 

　　Hiroshi Saijou稱：“為什么選擇摩托車(chē)？因?yàn)檫@是非常難以實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)，而且從來(lái)沒(méi)有人做過(guò)。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(wú)法從這個(gè)錯(cuò)誤中恢復(fù)過(guò)來(lái)。大多數(shù)人類騎手都沒(méi)有體驗(yàn)過(guò)這樣的速度。所以，我們?cè)O(shè)定足夠高的目標(biāo)，以此來(lái)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(duì)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(lái)說(shuō)，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(shuō)：“騎手們?nèi)绾胃惺軤恳臉O限，優(yōu)化摩托車(chē)的動(dòng)力輸出，并在不崩潰的情況下從摩托車(chē)的極限中恢復(fù)過(guò)來(lái)。使用未改裝的摩托車(chē)是這個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵，并為評(píng)估機(jī)器人和人類的競(jìng)爭(zhēng)設(shè)置了競(jìng)技場(chǎng)。”

 

　　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(chē)輛中不會(huì)成為問(wèn)題的因素。Motobot的身體與摩托車(chē)相連，但它的手仍然需要緊握和擰開(kāi)油門(mén)。另一方面，這款機(jī)器人不需要像自動(dòng)駕駛汽車(chē)那樣使用攝像頭或激光導(dǎo)航，因?yàn)樗粫?huì)駛?cè)牍驳缆贰Ｋ梢允褂酶?jiǎn)單的GPS和IMUs（慣性測(cè)量裝置）等技術(shù)，它們通常被用于控制無(wú)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(chē)而不會(huì)碰撞。

 

　　圖：Motobot 2.0的工程師來(lái)自于其他類人機(jī)器人開(kāi)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(chē)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(shuō)：“開(kāi)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(lái)看，最大的挑戰(zhàn)是在不崩潰的情況下識(shí)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(guò)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(wú)法學(xué)到足夠的東西，我們的進(jìn)步也會(huì)過(guò)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(chē)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(chē)和變速裝置，就像它騎著賽車(chē)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(shuō)：“最終，沒(méi)有什么能完美地復(fù)制現(xiàn)實(shí)世界中的場(chǎng)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(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。”

 

　　Hiroshi Saijou認(rèn)為，“學(xué)習(xí)成本”是我們尚沒(méi)有看到人工智能擊敗人類摩托車(chē)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(pán)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](méi)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(wàn)次的失敗。對(duì)于Motobot來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)成本更昂貴，維修也需要很長(zhǎng)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(lái)?yè)魯×_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(shuō)：“我們反復(fù)討論了競(jìng)爭(zhēng)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(chē)上，因?yàn)樗氖直仨氉プ“咽帧?rdquo;

 

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

 

　　莫菲認(rèn)為，通過(guò)設(shè)計(jì)速度非?？斓淖詣?dòng)雙輪摩托車(chē)，擊敗羅西會(huì)容易得多。他說(shuō)：“我們還沒(méi)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(lái)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(lái)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挥猛茸呗罚俏磥?lái)版本可能會(huì)騎著摩托車(chē)走路。這是一種適用于解決現(xiàn)代問(wèn)題的后自主性改造，可能通過(guò)他們的研究和實(shí)驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)。

 

　　例如，在未來(lái)的幾年里，發(fā)展中國(guó)家可以使用像Motobot這樣的人形機(jī)器人來(lái)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(kāi)發(fā)一種看起來(lái)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(shuō)：“它正處于通往成功的路上。在過(guò)去三年里，我們學(xué)到了很多東西，將來(lái)也會(huì)用到這些知識(shí)。這對(duì)我們?cè)跇I(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(méi)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(kāi)發(fā)，敬請(qǐng)期待。”