為什么“人形機(jī)器人”越來越受歡迎？

眾所周知，前兩周機(jī)器人已經(jīng)能跑半馬了。

但比賽后，有種評論說：“這場機(jī)器人半馬，打破了大眾對機(jī)器人一切不切實(shí)際的認(rèn)知”。

對于非從業(yè)者來說，僅僅看比賽過程和結(jié)果，的確沒達(dá)到大眾的想象，不過無論是政策還是資本乃至人才流動上，人形機(jī)器人正越來越受歡迎。

為什么？

先說優(yōu)點(diǎn)

一是多功能性，人形機(jī)器人的特色是“像人”，可以無縫融入人類環(huán)境，適應(yīng)為人類設(shè)計的空間，如門、樓梯和雜物間……無需修改現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。

二是能執(zhí)行多種任務(wù)，從家務(wù)勞動到復(fù)雜的工業(yè)操作，甚至諸多危險性與重復(fù)性任務(wù)這些對人來說或危險或單調(diào)的工作，進(jìn)而提升安全性和效率。

三是人機(jī)交互性，人形外觀和運(yùn)動模式使機(jī)器人易于與人類互動，更適合服務(wù)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域，潛力巨大，至少你不會覺得服務(wù)你機(jī)器人“很奇怪”，尤其是借助運(yùn)動研究后，在康復(fù)機(jī)器人等領(lǐng)域可以開發(fā)高效的運(yùn)動模式，這些甚至要比“真人”更加合適。

再說目前難點(diǎn)

最大的問題不是大腦（即AI），而是硬件（身體）。

硬件里執(zhí)行器與關(guān)節(jié)“柔順性”是關(guān)鍵，高性能執(zhí)行器需要足夠精確和響應(yīng)迅速來實(shí)時調(diào)整姿態(tài)。控制系統(tǒng)的帶寬則直接影響穩(wěn)定性，這兩點(diǎn)處理不好，機(jī)器人就會顯得非常笨拙且“卡頓”。

足部設(shè)計也是一大難點(diǎn)，所以有些公司只開發(fā)上半身，甚至只有機(jī)械臂，目前多觸點(diǎn)（如腳趾、腳跟和大面積邊緣）有助于更精細(xì)的平衡調(diào)整，不少機(jī)器人使用軟性或自適應(yīng)鞋底以增加抓地力。

重量分布與質(zhì)心也是個技術(shù)活兒，宇樹科技上春晚的并不是最強(qiáng)版本產(chǎn)品，原因就是“上鏡版”身高與人類類似，看起來更加鏡頭友好……但其實(shí)較低的質(zhì)心使機(jī)器人更穩(wěn)定，而合理的肢體質(zhì)量分布，才能確保大幅度動作不會破壞平衡，換句話說，未來走進(jìn)社會的機(jī)器人，以“矮個子”居多。

其他還包括了傳感器與反饋系統(tǒng)，電力傳輸和能量存儲，以及機(jī)械阻尼和減震裝置等。

還有一個在機(jī)器人半馬中明顯體現(xiàn)出的“過熱”問題——導(dǎo)致了大部分機(jī)器人無法完賽，就算完成，也要多次更換電池、甚至用同型號的產(chǎn)品來“替跑”，原因就在于電機(jī)的功率輸出和扭矩受熱限制——過熱會導(dǎo)致電機(jī)效率降低、熱節(jié)流甚至系統(tǒng)關(guān)閉，而電池包也面臨類似挑戰(zhàn)。

除了硬件外，軟件挑戰(zhàn)也不少。

比如平衡控制——即軟件實(shí)時預(yù)測、反應(yīng)并從干擾中恢復(fù)；狀態(tài)估計——即準(zhǔn)確估計機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)，包括位置、速度和姿態(tài)以及實(shí)時控制——在短時間內(nèi)做出決策并執(zhí)行，以保持穩(wěn)定。

不過隨著AI大模型的發(fā)展，正在重塑機(jī)器人。AI不斷對人形機(jī)器人完成迭代優(yōu)化，相比“身體”的物理進(jìn)化，大腦（AI）的發(fā)展速度則要快得多，比如RL強(qiáng)化學(xué)習(xí)通過試錯學(xué)習(xí)，給特定場景帶來最優(yōu)行為策略；BC行為克隆是模仿人類行為來訓(xùn)練機(jī)器人，擴(kuò)散模型用來生成新的行為模式，進(jìn)化策略則是通過模擬自然選擇過程來優(yōu)化機(jī)器人性能。

事實(shí)上，很多多數(shù)機(jī)器人公司發(fā)布的demo演示視頻都是“精加工”的宣傳片，可能經(jīng)過了多次拍攝與剪輯，最后拿出了最完美的一次來展示，只有真實(shí)的環(huán)境下，才能暴露出所有的問題。

降低大眾與人形機(jī)器人的閾值，就需要更多的類似“機(jī)器人半馬”的公開活動。

ps. 人形機(jī)器人發(fā)展得多快呢，文章頭圖是2024年的主流機(jī)器人，下面的則是2021年的主流機(jī)器人，你們自己感受下：