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波士顿动力转向纯电机器人,电动为什么是机器人唯一方向?

时间:2024-04-21 19:23:37

十年前,波士顿动力(Boston Dynamics)推出了一款名为 Atlas 的机器人,在传统的液压技术驱动下,Atlas 在十年时间里用跳舞、跑酷等方式,娱乐了一批网民,吓坏了一批网民。同时也让波士顿动力,成为全球机器人第一品牌。

几天前,波士顿动力在网上宣布,Atlas 正式「退役」,并发布了一条视频,回顾这头机器人界的超级网红的「一生」,让人不禁心生感叹。

然而,就在二天,波士顿动力就宣布,推出新一代 Atlas,转向电力驱动,不再受限于液压系统的笨重、嘈杂,取而代之的是电力驱动的灵活、安静。

不得不说,波士顿动力这网络宣传,算是玩明白了。

随着机器人市场在 AI 热中被重估,年初已经有一批科技巨头用砸钱的方式押注硅谷 AI 机器人初创公司。现在,电动 Atlas 的到来,又意味着什么?电动的 Atlas,会接棒老大哥的网红地位吗?

01

新的「电动 Atlas」

「Atlas 将以超越人类能力的方式移动。」波士顿动力称。

在空荡的机房中央,新的 Atlas 如同尸体一样平躺在地上。伴着电动马达的嗡鸣,五秒后,Atlas 的两条腿像提线木偶那样抬起,向后翻折,落地,随后整个上身升起,空洞的头部旋转 180 度,上身旋转 180 度,朝镜头走来。

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电动版 Atlas 起身动作 |图片来源:波士顿动力

波士顿动力的声明称,新的 Atlas 机器人「突破了全身移动性和双手操作的极限」,「Atlas 的电动版设计得更强大、更灵巧、更敏捷。」「比我们前几代产品更强大,运动范围更广。」

之前的最新一代液压 Atlas(HD Atlas)已经可以举升和操纵各种重型、不规则物体,而电动 Atlas 将在此基础上探索更多动作。

据波士顿动力 CEO Robert Playter 称,他们在大多数关节上都安装了「定制的高功率和非常灵活的致动器。」「这意味着巨大的运动范围。」「大部分关节都比人类、甚至是精英运动员更强壮。」

据其解释,新的 Atlas 将能够完成人类无法完成的一系列动作,最终是为了能够在真实世界应用中「处理乏味、肮脏和危险的任务」。

这种灵活性就像「调色板」,工程师可以在 Atlas 上设计新的动作,「我们已经和它玩了很多,并决定与世界分享这种兴奋。」

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新 Atlas 头部的设计灵感来自皮克斯的台灯小人|图片来源:Mashable India

还有一个特别的地方在于,新的 Atlas 头部是一个发光的环形灯,这个歌设计借鉴了皮克斯的台灯角色。Robert Playter 说:机器人的头部是其「非常苦恼的设计元素之一」。

很多人形机器人的头部更像是人类的形状,「它们总是看起来有点威胁或反乌托邦,我们想摆脱这种情况。因此,我们对头部形状做出了非常有目的的决定,我们的明确意图是让它不像人类。」「希望它友好而开放。」

简而言之,或许就是为了避免恐怖谷效应。

02

「电动+AI」,新网红基底

那么,波士顿动力又为何终结液压,选择让 Atlas 全面转向电动?从汽车到航空,电动化烧到了机器人这个新兴领域,全电动机器人似乎是一大发展方向。

液压机器人有自己的缺点。比如,液压液泄漏问题。在波士顿动力发布的 Atlas 摔倒失误片段重,其中 Atlas 的脚有时像断裂了,液压液体涌出并洒满地板,其他发生泄漏的时候,液压液也会喷雾四溅。

液压系统还有较高的维护和保养成本,由于液压泵、油箱和管道体积较大,液压机器人的重量和体积也会相对较大。另外,还有噪音和响应速度问题。

对比之下,电力作为驱动能源,就不存在液压渗透问题。电动机器人也比液压机器人更安静些,能源利用效率更高,去除大型液压泵后,可以往更轻巧、紧凑的方向发展。

另外,波士顿动力与汽车行业的关系或许也是一个潜在因素。在 2021 年,现代汽车宣布完成对波士顿动力的收购,交易价值 11 亿美元。波士顿动力在声明称这一合作有助于「打造下一代汽车制造能力」。

波士顿动力新 Atlas 视频令人惊叹

在近几年,波士顿动力发现他们能够制造一种「轻型电动机」,具有与液压系统相同的响应能力和强度,或者说足够的响应能力和强度

他们在电动 Atlas 中设计了一套紧凑的执行器,并「比较了新型电动 Atlas 和液压 Atlas 的实力,结果是电动 Atlas 更强。」

但波士顿动力并非是第一家推出电动机器人的公司。宇树的 H1 双足机器人也有电动关节马达,据称是第一个在不使用液压系统的情况下完成站立后空翻的机器人,不过项目仍处于早期阶段。

此外,AI,也成为波士顿动力关注的焦点

「除了我们在模拟和模型预测控制方面数十年的专业知识外,我们还为我们的机器人配备了新的 AI 和机器学习工具,例如强化学习和计算机视觉,以确保它们能够有效运行并适应复杂的现实情况。」波士顿动力团队称,他们准备立即将 AI 推向市场,已经从 Spot 产品开始,并将随电动 Atlas 的到来更进一步。

按照 Robert Playter 的说法,Atlas「肯定需要是一个通用机器人」,但是在通用性方面还有很多工作要做,以便人形机器人能够拾取一千个不同部件中的任何一个,都能合理地处理它们,「这种普遍性尚未得到证实。我们认为这是有希望的,AI 将成为帮助解决这个问题的工具之一。」

据称,电动 Atlas 将在明年开始与现代汽车进行现场试验,量产将在几年后进行,工程师们还期望这款人形机器人能自己更换电池。在波士顿动力今年 2 月发布的一段视频中,已经展示了液压版 Atlas 与汽车支撑杆工作的片段。

而 Atlas 与其他人形机器人的差异化因素在于——能够拿起很重、复杂、大型的东西。视频中的支撑杆可能重约 20 多斤,Playter 称,Atlas 可以「拿起车轮」,还有其他真实世界任务,其声称「还没有看到其他公司做到这一点」。

机器人行业很难,在自液压 Atlas 问世以来的十余年间,有的机器人公司成立又倒闭,也没有妨碍人形机器人市场玩家越来越多,知名的包括 Apptronik、特斯拉、1X、Figure 等公司的人形机器人。

像 Figure 和 Apptronik 的人形机器人,现在都分别在为宝马和奔驰的生产线进行测试。马斯克也已加入机器人领域,开发了 Optimus,经历多次迭代,声称 Optimus 未来将在特斯拉的工厂中工作。

另外,这一两年内,AI 这个变量,还让这些人形机器人公司看到了抵达「通用性」的希望之光,赛场又更热闹起来,数十亿美金随之涌入。

今年早些时候,OpenAI 支持的挪威机器人初创公司 1X Technologies AS 筹集了 1 亿美元,用于推出其第二代机器人 NEO,目标是做日常家务。OpenAI 还与 Figure 达成合作,为人形机器人研发 AI 模型。

「坦白说,他们会开始以最快的速度追赶我们——这就是我们迄今为止所看到的。我认为这最终将推动整个行业向前发展。」Robert Playter 称。

03

Atlas 的传奇十年

成立于 1992 年的波士顿动力有三大宝——人形的 Atlas,狗形的 Spot,以及会搬砖的 Handle。

而现在的电动 Atlas,建立在老一代液压机器人数十年的研发历史之上,曾拿过五角大楼的合同,先靠政府养,后又靠谷歌养,又转手软银,最后到了现代汽车手上。

在这十余年里,每隔一段时间,波士顿动力就会发布一个新的 Atlas 视频,这个人形机器人奔跑、跳跃、后空翻、跳舞、跑酷、洗碗和搬运物体。

「从 PETMAN 测试防护服到最近退役的 HD Atlas 表演跑酷,我们花了十多年的时间推动人形机器人技术的发展。」波士顿动力的声明表示。

为了向这款推动人形机器人极限的机器人致敬,波士顿动力发了一段 Atlas 的视频集锦,还包括惨烈摔倒的失误片段。

回顾 2013 年,波士顿动力正式推出 Atlas,机器人重量超过两百斤,需要一根绳索与外部电源和计算机连接,有 28 个液压关节,诞生于五角大楼的国防高级研究计划局(DARPA)举办的比赛。

2014 年,Atlas 展示了一个功夫动作——一只脚站立在一堆砖块上。

2015 年,Atlas 开始不用安全绳,也能保持直立状态,当年还展示了简单的卫生打扫动作,包括吸地毯和把垃圾丢进容器中。

2016 年,Atlas 在树林中行走,它会绊倒,会纠正自己的姿势,会弯腰捡箱子,会打开门。

2017 年,Atlas 能做后空翻了,在后空翻之前,它从一个平台跳到另一个平台上,在转身 180 度时跳跃,当时站稳脚跟时,还做了一个小小的手臂抬起动作。

2018 年,Atlas 展示了小型跑酷表演,在越过一根原木后,通过跳跃,跳上了一组箱子顶部。

2019 年,Atlas 展示了体操表演,包括翻筋斗、手倒立、360 度旋转跳跃,以及空中劈叉跳,这些动作被编排成一场表演。当时,波士顿动力表示,表演成功率是 80%。

2020 年,Atlas 展示了自己的舞姿,涵盖了奔跑、跳跃、摆动和旋转等多种舞步动作,当时还有人觉得这是 CGI。

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会跳舞的液压版 Atlas |波士顿动力

2021 年,Atlas 又展示了体操表演,翻转、跳跃,在人们以为它要摔倒的时候,又站稳了。当时这些表演机取悦了互联网,也让一些人感到不安,一些精心编排的跑酷曾遭机器领域的学者批评。

2023 年,Atlas 开始展示自己在现实工作场景中的动作,在一个模仿建筑工地的场景里抛掷木板和工具袋。

「人形机器人非常适合于制造、工厂工作、建筑等应用场景。」当时,Atlas 项目负责人如此解释,「人形机器人的梦想是,它们应该能够做我们所做的所有事情,对吧?」

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