波士顿动力教机器人跑酷:意义何在,Atlas 是如何进化的
波士顿动力公司的工程师训练Atlas 机器人在复杂的跑酷赛道上灵活穿行,开发受人类行为启发的新动作,并把这款人形机器人推向其能力极限。最终,两台 Atlas 机器人几乎完美地通过了整条障碍赛道。
机器人的复杂动作中包括后空翻。所有环节都被摄像机拍了下来,因此工程师们的努力为全世界所知。但科学家认为,完美没有止境。最后一个空翻之后,其中一台机器人本应像美国职棒大联盟投手在一局结束出局后那样甩动手臂。但在做这个动作时,Atlas 稍微绊了一下。
波士顿动力 Atlas 部门负责人斯科特·奎因德玛(Scott Kuindersma)表示:“直到今天,我们都没有做过空翻之后的这种动作,所以这是一次真正的实验。如果仔细看视频,会觉得有点尴尬。我们打算修改这个动作,换成之前已经测试过的行为,这样我们对它能够奏效会更有把握。”
看完视频后会产生一个问题:“为什么是跑酷?”确实,让机器人跑过障碍赛道有什么用?
打下基础
在商业环境中,后空翻的能力也许永远派不上用场。但如果机器人最终能以普通成年人的灵活程度对周围环境做出反应,其潜在应用范围几乎是无限的。
“人形机器人从多个角度来看都很有意思。首先,它们体现了我们对未来机器人的设想:可以在任何地方工作,做任何事情。<…> 从技术角度看,人形机器人带来了若干挑战,而作为研究团队,我们乐于迎接这些挑战。它们在尺寸和复杂性上的结合,使硬件设计需要在强度与重量、运行时间、运动范围和物理可靠性之间做出权衡。<…> 归根结底,提升 Atlas 这样的人形机器人的能力,会带来硬件和软件方面的创新,并应用于波士顿动力的所有机器人”
无论跑酷作为一个方向看起来多么具体、狭窄,它都为 Atlas 团队提供了试验新行为的“理想沙盒”。这是一项全身性的活动,要求机器人在各种情况下保持平衡,并在不同动作之间流畅切换。
Atlas 的进化
回看 Atlas 机器人的旧视频,很容易忽略团队这些年取得的进步。有些改进普通观众看不出来,却代表着技术上的巨大飞跃。
例如,公司曾拍摄机器人跳舞的视频,以展示其生成多种动态动作并将它们组合成可重复的特定序列的能力。然而在那些情况下,机器人并不感知周围环境,也不会对其做出任何反应。
而在跑酷中,机器人会根据所见调整行为。这意味着工程师无需为机器人可能遇到的所有平台和间隙预先编写跳跃动作。相反,团队创建数量较少的行为模板,再将其与环境进行匹配。
仿真是 Atlas 团队重要的开发工具,既用于在机器人测试之前评估新行为,也用于确保软件的新改动不会对现有能力产生负面影响。
奎因德玛指出:“如果你我去跳过一道障碍,我们会利用身体的某些特性,而这些是无法传递给机器人的。比如,机器人没有脊柱或肩胛骨,所以它的运动范围与我们不同。机器人的躯干也很重,手臂关节相对较弱。扩展我们的工具,以找到在这些限制下可行的解决方案,这正是让跳跃成为有趣课题的原因。”
喜悦与失望
在拍摄视频期间,Atlas 大约有一半的次数能做到跳跃那一步。其他时候,机器人越过了障碍,但失去平衡向后摔倒。研究人员表示,任何新行为都有小概率失败。波士顿动力的跑酷由近 60 秒连续的跳跃、慢跑和转弯组成,因此失误是可能发生的。
波士顿动力首次拍摄两台机器人一起跑酷。摄制组很享受 Atlas 的表演。当机器人完成最后的动作时,工程师们几乎压不住掌声,直到摄像机关闭。
斯科特·奎因德玛表示,机器人技术的乐趣之一是能够解决真正重要的问题,但与此同时也不可避免地带来失望。
“我很难想象 20 年后的世界里没有能够优雅、可靠地移动并与人类协同工作、丰富我们生活的移动机器人。但我们仍处在创造这一未来的起步阶段。我希望这类演示能让人们对可能实现的事情有一点初步的认识,”这位工程师表示。
