波士頓動(dòng)力機(jī)器人雙手會(huì)搬磚了！能抓能抬，還能搭橋扔工具包

天承辦公室 2023-04-03 發(fā)布于江蘇

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新智元報(bào)道

編輯：Joey 好困

【新智元導(dǎo)讀】夢(mèng)想中的搬磚機(jī)器人來(lái)了！昨天，波士頓動(dòng)力家發(fā)布新視頻，王牌機(jī)器人Atlas在模擬工地上抬木板、三級(jí)跳、扔工具包都是小case。

自2016年首次亮相以來(lái)，波士頓動(dòng)力雙足機(jī)器人Atlas已經(jīng)紅了整整五年半。

這不，昨天波士頓動(dòng)力發(fā)布了一條新視頻，機(jī)器人Atlas又整了新活，變身「工地打工機(jī)器人」。

抬抬木板、搬搬磚什么的，都不在話下，還興奮地轉(zhuǎn)個(gè)圈。

上上臺(tái)階跑跑步什么的更是小case，從速度到穩(wěn)定性都是絲滑。

再來(lái)一個(gè)轉(zhuǎn)身起跳，順利把一袋工具包穩(wěn)穩(wěn)地扔給腳手架上的建筑工人。

收工下班，高興地來(lái)了個(gè)拿手好戲——原地360°后空翻站穩(wěn)，完美！

如此酷炫流暢的機(jī)器人是不是很哇塞，但其實(shí)幾年前，它還是個(gè)走路都不會(huì)的小屁孩。

從2016到2023，這個(gè)站在機(jī)器人金字塔尖的物種一路飛速進(jìn)化，剛出生時(shí)還只能拖著兩條扭曲的大長(zhǎng)腿蹣跚學(xué)步。

現(xiàn)在已經(jīng)可以完成后空翻穩(wěn)定落地、機(jī)器人跑酷、體操等多種高難度任務(wù)。

每當(dāng)波士頓動(dòng)力放出Atlas新視頻，評(píng)論區(qū)總能聽取哇聲一片，不僅外觀越來(lái)越炫酷，新技能也不斷刷新人類認(rèn)知。

2021年1月，經(jīng)過(guò)將近一年半的編排、模擬、編程和升級(jí)，波士頓機(jī)器人組團(tuán)跳舞的視頻在網(wǎng)絡(luò)上走紅，atlas也是收割了一批流量。

馬斯克都發(fā)推表示「哇唔」！

但它們想要做的不止于此，最新發(fā)布的這個(gè)特殊技能是為了展示Atlas如何在生活中提供幫助，而不僅僅是跳舞和?？?。

波士頓動(dòng)力公司Atlas團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Scott Kuindersma在幕后視頻中說(shuō)：

我們不僅僅是在考慮如何讓機(jī)器人在其環(huán)境中動(dòng)態(tài)移動(dòng)，現(xiàn)在我們開始讓Atlas發(fā)揮作用，并思考機(jī)器人應(yīng)該如何能夠感知和操縱其環(huán)境中的物體。

Atlas如何實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜操作

對(duì)Atlas來(lái)說(shuō)，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，保持身體平衡從而避免在行走、跑步、跳躍過(guò)程中摔跤是頭等大事。

為了做到這一點(diǎn)，從對(duì)環(huán)境的感知能力到對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力在這五年間經(jīng)歷了多次迭代。與此同時(shí)，它自主行動(dòng)的能力也得到了增強(qiáng)。

要完成各種復(fù)雜的操作，首先得在運(yùn)動(dòng)中保持平衡。

最初的Atlas走路踉踉蹌蹌，行走過(guò)程中身體仍較為僵硬，在快要摔倒的時(shí)候無(wú)法調(diào)動(dòng)全身，只會(huì)通過(guò)改變步伐來(lái)重新尋找平衡。

在接下來(lái)的幾年內(nèi)，Atlas逐漸學(xué)會(huì)了揮動(dòng)雙臂來(lái)保持身體平衡，使用五次樣條生成高級(jí)所需運(yùn)動(dòng)（例如擺動(dòng)腳軌），并將給定的腳步位置用作樣條的結(jié)點(diǎn)。

團(tuán)隊(duì)表示，機(jī)器人身體結(jié)構(gòu)和人類有很大差別，比如它沒有脊椎和肩胛骨，同時(shí)手臂也相對(duì)較為脆弱。

因此團(tuán)隊(duì)必須不斷地在它的尺寸和復(fù)雜性之間對(duì)它的重量、強(qiáng)度、活動(dòng)能力等各種要素進(jìn)行權(quán)衡，并對(duì)控制算法進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)更好的協(xié)調(diào)它的各種動(dòng)作。

別看它是個(gè)1米5的大個(gè)兒，為了保持機(jī)身靈活性，Atlas利用3D打印來(lái)減輕重量和空間，從而形成具有高強(qiáng)度重量比和大工作空間的機(jī)器人。

波士頓動(dòng)力的工程師Aaron Saunders說(shuō)，

通過(guò)3D打印。我們能顯著減少肢體慣性，這對(duì)于步行機(jī)器人來(lái)說(shuō)是一件大事——系統(tǒng)中的大部分能量都用于在空中擺動(dòng)沉重的雙腿。

此外，Atlas還能夠通過(guò)立體視覺、距離感應(yīng)和其他傳感器自主或通過(guò)遠(yuǎn)程操作感知障礙物并穿越崎嶇地形。

研究團(tuán)隊(duì)為Atlas提供了一張高級(jí)地圖，其中大致描述了它的行動(dòng)路線和相應(yīng)位置應(yīng)該做出的動(dòng)作。

完成任務(wù)過(guò)程中，Atlas利用這些信息來(lái)為自己導(dǎo)航，并且它可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知，根據(jù)實(shí)時(shí)感知到的數(shù)據(jù)自主規(guī)劃整個(gè)行動(dòng)以完成挑戰(zhàn)。

Atlas執(zhí)行的每個(gè)動(dòng)作都源自其行為庫(kù)中的動(dòng)作模板，它可以根據(jù)目標(biāo)情況自主從庫(kù)中選擇相應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行。

同時(shí)，Atlas的模型預(yù)測(cè)控制器（MPC）會(huì)調(diào)整其發(fā)力、姿勢(shì)、動(dòng)作發(fā)生時(shí)機(jī)等細(xì)節(jié)，來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境、腳滑等各種可能實(shí)時(shí)出現(xiàn)的因素。

并且，MPC還允許Atlas跨行為邊界預(yù)測(cè)下一步的行動(dòng)，比如它知道了這次跳躍后是一個(gè)后空翻后，就可以自動(dòng)地創(chuàng)建從一個(gè)行為到下一個(gè)行為的過(guò)渡，使每一步動(dòng)作都自然的連貫起來(lái)。

波士頓動(dòng)力公司是一家營(yíng)利性組織，希望將其技術(shù)商業(yè)化并銷售產(chǎn)品。

但從本質(zhì)上講，波士頓動(dòng)力公司是一個(gè)研究實(shí)驗(yàn)室，里面滿是工程師和科學(xué)家，他們不顧商業(yè)利益，也想突破科學(xué)的極限。

協(xié)調(diào)這兩個(gè)目標(biāo)非常困難，事實(shí)證明波士頓動(dòng)力公司在過(guò)去十年中多次易主，從谷歌到軟銀再到現(xiàn)代。

該公司正在尋求創(chuàng)建一個(gè)成功的商業(yè)模式，并且之前已經(jīng)發(fā)布了一些商業(yè)機(jī)器人，包括多用途機(jī)器狗Spot和可以移動(dòng)箱子的移動(dòng)機(jī)器人手臂Stretch。

兩者都在不同行業(yè)找到了有趣的應(yīng)用，而憑借現(xiàn)代汽車的制造能力，波士頓動(dòng)力公司或許能夠?qū)⑺鼈冏兂蓾摿o(wú)限的產(chǎn)業(yè)。

與其他僅限于特定環(huán)境（平坦的地面、均勻的照明、平面物體等）或需要改變環(huán)境的機(jī)器人相比，我們的對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性、靈活性和多功能性優(yōu)勢(shì)明顯。

但正如Atlas控制負(fù)責(zé)人Ben Stephens在發(fā)布會(huì)中所說(shuō)：

即使是迄今為止最先進(jìn)的雙足機(jī)器人 Atlas，距離達(dá)到人類流暢而靈活的運(yùn)動(dòng)技能還有很長(zhǎng)的路要走，看看新 Atlas視頻中的一些失敗，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有待填補(bǔ)的空白。
操縱是一個(gè)廣泛的范疇，我們還有很多工作要做，但這讓我們得以一窺該領(lǐng)域的發(fā)展方向。

參考資料：

https:///the-byte/boston-dynamics-robot-toss-tools-construction-worker

https://www./about

https://www./resources/blog/sick-tricks-and-tricky-grip

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來(lái)自：天承辦公室 > 《023新智元說(shuō)》

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