波士頓動力轉向純電機器人,電動爲什麼是機器人唯一方向?
純電機器人,更輕、更靈活,更能幹活。
作者 | 芯芯編輯| 靖宇
十年前,波士頓動力(Boston Dynamics)推出了一款名爲 Atlas 的機器人,在傳統的液壓技術驅動下,Atlas 在十年時間裡用跳舞、跑酷等方式,娛樂了一批網民,嚇壞了一批網民。同時也讓波士頓動力,成爲全球機器人第一品牌。
幾天前,波士頓動力在網上宣佈,Atlas 正式「退役」,併發布了一條視頻,回顧這頭機器人界的超級網紅的「一生」,讓人不禁心生感嘆。
然而,就在二天,波士頓動力就宣佈,推出新一代 Atlas,轉向電力驅動,不再受限於液壓系統的笨重、嘈雜,取而代之的是電力驅動的靈活、安靜。
不得不說,波士頓動力這網絡宣傳,算是玩明白了。
隨着機器人市場在 AI 熱中被重估,年初已經有一批科技巨頭用砸錢的方式押注硅谷 AI 機器人初創公司。現在,電動 Atlas 的到來,又意味着什麼?電動的 Atlas,會接棒老大哥的網紅地位嗎?
01
新的「電動 Atlas」
「Atlas 將以超越人類能力的方式移動。」波士頓動力稱。
在空蕩的機房中央,新的 Atlas 如同屍體一樣平躺在地上。伴着電動馬達的嗡鳴,五秒後,Atlas 的兩條腿像提線木偶那樣擡起,向後翻折,落地,隨後整個上身升起,空洞的頭部旋轉 180 度,上身旋轉 180 度,朝鏡頭走來。
電動版 Atlas 起身動作 |圖片來源:波士頓動力
波士頓動力的聲明稱,新的 Atlas 機器人「突破了全身移動性和雙手操作的極限」,「Atlas 的電動版設計得更強大、更靈巧、更敏捷。」「比我們前幾代產品更強大,運動範圍更廣。」
之前的最新一代液壓 Atlas(HD Atlas)已經可以舉升和操縱各種重型、不規則物體,而電動 Atlas 將在此基礎上探索更多動作。
據波士頓動力 CEO Robert Playter 稱,他們在大多數關節上都安裝了「定製的高功率和非常靈活的致動器。」「這意味着巨大的運動範圍。」「大部分關節都比人類、甚至是精英運動員更強壯。」
據其解釋,新的 Atlas 將能夠完成人類無法完成的一系列動作,最終是爲了能夠在真實世界應用中「處理乏味、骯髒和危險的任務」。
這種靈活性就像「調色板」,工程師可以在 Atlas 上設計新的動作,「我們已經和它玩了很多,並決定與世界分享這種興奮。」
新 Atlas 頭部的設計靈感來自皮克斯的檯燈小人|圖片來源:Mashable India
還有一個特別的地方在於,新的 Atlas 頭部是一個發光的環形燈,這個歌設計借鑑了皮克斯的檯燈角色。Robert Playter 說:機器人的頭部是其「非常苦惱的設計元素之一」。
很多人形機器人的頭部更像是人類的形狀,「它們總是看起來有點威脅或反烏托邦,我們想擺脫這種情況。因此,我們對頭部形狀做出了非常有目的的決定,我們的明確意圖是讓它不像人類。」「希望它友好而開放。」
簡而言之,或許就是爲了避免恐怖谷效應。
02
「電動+AI」,新網紅基底
那麼,波士頓動力又爲何終結液壓,選擇讓 Atlas 全面轉向電動?從汽車到航空,電動化燒到了機器人這個新興領域,全電動機器人似乎是一大發展方向。
液壓機器人有自己的缺點。比如,液壓液泄漏問題。在波士頓動力發佈的 Atlas 摔倒失誤片段重,其中 Atlas 的腳有時像斷裂了,液壓液體涌出並灑滿地板,其他發生泄漏的時候,液壓液也會噴霧四濺。
液壓系統還有較高的維護和保養成本,由於液壓泵、油箱和管道體積較大,液壓機器人的重量和體積也會相對較大。另外,還有噪音和響應速度問題。
對比之下,電力作爲驅動能源,就不存在液壓滲透問題。電動機器人也比液壓機器人更安靜些,能源利用效率更高,去除大型液壓泵後,可以往更輕巧、緊湊的方向發展。
另外,波士頓動力與汽車行業的關係或許也是一個潛在因素。在 2021 年,現代汽車宣佈完成對波士頓動力的收購,交易價值 11 億美元。波士頓動力在聲明稱這一合作有助於「打造下一代汽車製造能力」。
波士頓動力新 Atlas 視頻令人驚歎|視頻來源:YouTube
在近幾年,波士頓動力發現他們能夠製造一種「輕型電動機」,具有與液壓系統相同的響應能力和強度,或者說足夠的響應能力和強度。
他們在電動 Atlas 中設計了一套緊湊的執行器,並「比較了新型電動 Atlas 和液壓 Atlas 的實力,結果是電動 Atlas 更強。」
但波士頓動力並非是第一家推出電動機器人的公司。宇樹的 H1 雙足機器人也有電動關節馬達,據稱是第一個在不使用液壓系統的情況下完成站立後空翻的機器人,不過項目仍處於早期階段。
此外,AI,也成爲波士頓動力關注的焦點。
「除了我們在模擬和模型預測控制方面數十年的專業知識外,我們還爲我們的機器人配備了新的 AI 和機器學習工具,例如強化學習和計算機視覺,以確保它們能夠有效運行並適應複雜的現實情況。」波士頓動力團隊稱,他們準備立即將 AI 推向市場,已經從 Spot 產品開始,並將隨電動 Atlas 的到來更進一步。
按照 Robert Playter 的說法,Atlas「肯定需要是一個通用機器人」,但是在通用性方面還有很多工作要做,以便人形機器人能夠拾取一千個不同部件中的任何一個,都能合理地處理它們,「這種普遍性尚未得到證實。我們認爲這是有希望的,AI 將成爲幫助解決這個問題的工具之一。」
據稱,電動 Atlas 將在明年開始與現代汽車進行現場試驗,量產將在幾年後進行,工程師們還期望這款人形機器人能自己更換電池。在波士頓動力今年 2 月發佈的一段視頻中,已經展示了液壓版 Atlas 與汽車支撐杆工作的片段。
而 Atlas 與其他人形機器人的差異化因素在於——能夠拿起很重、複雜、大型的東西。視頻中的支撐杆可能重約 20 多斤,Playter 稱,Atlas 可以「拿起車輪」,還有其他真實世界任務,其聲稱「還沒有看到其他公司做到這一點」。
機器人行業很難,在自液壓 Atlas 問世以來的十餘年間,有的機器人公司成立又倒閉,也沒有妨礙人形機器人市場玩家越來越多,知名的包括 Apptronik、特斯拉、1X、Figure 等公司的人形機器人。
像 Figure 和 Apptronik 的人形機器人,現在都分別在爲寶馬和奔馳的生產線進行測試。馬斯克也已加入機器人領域,開發了 Optimus,經歷多次迭代,聲稱 Optimus 未來將在特斯拉的工廠中工作。
另外,這一兩年內,AI 這個變量,還讓這些人形機器人公司看到了抵達「通用性」的希望之光,賽場又更熱鬧起來,數十億美金隨之涌入。
今年早些時候,OpenAI 支持的挪威機器人初創公司 1X Technologies AS 籌集了 1 億美元,用於推出其第二代機器人 NEO,目標是做日常家務。OpenAI 還與 Figure 達成合作,爲人形機器人研發 AI 模型。
「坦白說,他們會開始以最快的速度追趕我們——這就是我們迄今爲止所看到的。我認爲這最終將推動整個行業向前發展。」Robert Playter 稱。
03
Atlas 的傳奇十年
成立於 1992 年的波士頓動力有三大寶——人形的 Atlas,狗形的 Spot,以及會搬磚的 Handle。
而現在的電動 Atlas,建立在老一代液壓機器人數十年的研發歷史之上,曾拿過五角大樓的合同,先靠政府養,後又靠谷歌養,又轉手軟銀,最後到了現代汽車手上。
在這十餘年裡,每隔一段時間,波士頓動力就會發佈一個新的 Atlas 視頻,這個人形機器人奔跑、跳躍、後空翻、跳舞、跑酷、洗碗和搬運物體。
「從 PETMAN 測試防護服到最近退役的 HD Atlas 表演跑酷,我們花了十多年的時間推動人形機器人技術的發展。」波士頓動力的聲明表示。
爲了向這款推動人形機器人極限的機器人致敬,波士頓動力發了一段 Atlas 的視頻集錦,還包括慘烈摔倒的失誤片段。
波士頓動力爲老款 Atlas 做的永別視頻|視頻來源:YouTube
回顧 2013 年,波士頓動力正式推出 Atlas,機器人重量超過兩百斤,需要一根繩索與外部電源和計算機連接,有 28 個液壓關節,誕生於五角大樓的國防高級研究計劃局(DARPA)舉辦的比賽。
2014 年,Atlas 展示了一個功夫動作——一隻腳站立在一堆磚塊上。
2015 年,Atlas 開始不用安全繩,也能保持直立狀態,當年還展示了簡單的衛生打掃動作,包括吸地毯和把垃圾丟進容器中。
2016 年,Atlas 在樹林中行走,它會絆倒,會糾正自己的姿勢,會彎腰撿箱子,會打開門。
2017 年,Atlas 能做後空翻了,在後空翻之前,它從一個平臺跳到另一個平臺上,在轉身 180 度時跳躍,當時站穩腳跟時,還做了一個小小的手臂擡起動作。
2018 年,Atlas 展示了小型跑酷表演,在越過一根原木後,通過跳躍,跳上了一組箱子頂部。
2019 年,Atlas 展示了體操表演,包括翻筋斗、手倒立、360 度旋轉跳躍,以及空中劈叉跳,這些動作被編排成一場表演。當時,波士頓動力表示,表演成功率是 80%。
2020 年,Atlas 展示了自己的舞姿,涵蓋了奔跑、跳躍、擺動和旋轉等多種舞步動作,當時還有人覺得這是 CGI。
會跳舞的液壓版 Atlas |波士頓動力
2021 年,Atlas 又展示了體操表演,翻轉、跳躍,在人們以爲它要摔倒的時候,又站穩了。當時這些表演機取悅了互聯網,也讓一些人感到不安,一些精心編排的跑酷曾遭機器領域的學者批評。
2023 年,Atlas 開始展示自己在現實工作場景中的動作,在一個模仿建築工地的場景裡拋擲木板和工具袋。
「人形機器人非常適合於製造、工廠工作、建築等應用場景。」當時,Atlas 項目負責人如此解釋,「人形機器人的夢想是,它們應該能夠做我們所做的所有事情,對吧?」
*頭圖來源:波士頓動力
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