

五个关键的人形机器人
作者:覃思
一双大脚,走一步要45秒
1973年,早稻田大学的“生物工程小组”完成了世界上第一款全尺寸人形机器人——WABOT-1。它是由四个实验室联合打造,拥有双手双脚、摄像头和听觉装置,能够感知物体的距离和方向,并用日语与人类进行简单对话。
浑身缠满电线的WABOT-1,移动着一双与身体不成比例的大脚,每走一步需要45秒,每次只能走10厘米,显得十分笨重缓慢。这种慢悠悠的“静态行走(static walk)”技术虽然看似原始,却是当时双足机器人保持平衡的策略,标志着机器人运动的第一步。ASIMO
灵活行走,可爬楼梯
2000年,本田发布了ASIMO——一款外形酷似背着背包的太空宇航员的人形机器人。它不再浑身缠绕电线,也不再是冷冰冰的四方体,太空宇航员的外形符合人类对友好的机器人伙伴的想象,赢得了广泛的公众关注。
ASIMO身高1.2米。在ASIMO体内,有一套当时非常先进的“预测运动控制”技术,让它能像人一样平稳、灵活地行走,步行时速1.6公里,还能上下楼梯。ASIMO的“眼睛”是两个摄像头,可识别物体的位置、方向与动作;它能听懂语音指令,回应自己的名字,也能识别手势,判断你是在挥手、握手,还是在指方向。
与WABOT-1之间隔着近30年,ASIMO成功的背后是计算机、传感器、材料、控制算法等多个技术领域的突破。Robonaut
去到太空,应对极端环境
2011年2月24日,美国国家航空航天局(NASA)与通用汽车公司联合研发的人形机器人Robonaut随“发现号”航天飞机升空,抵达国际空间站,成为首个在太空工作的人形机器人,目标是替代宇航员完成简单、重复或特别危险的任务。
最初的Robonaut没有双腿,优势在于灵巧的双臂和类似人类的手指,能够操作标准工具,协助宇航员按开关、更换空气过滤器等等。虽然不时出现技术故障,需要召回地球进行维修,但Robonaut的应用展示了人形机器人在极端环境中的工作潜力。Atlas
敏捷有力,为灾难现场而设计
2013年,波士顿动力公司发布了液压驱动的人形机器人Atlas,第一次让人意识到,机器人也能强健敏捷、不再笨拙迟缓。它能在跑步机上健步如飞,也能完成跳跃、旋转、翻滚等复杂动作——虽然仍需要很粗的绳索从后面牵住,防止摔倒。DARPA项目经理当时打了个比方说,这个机器人还处于1岁孩子的阶段,“刚刚会走,常常摔倒”。
这台机器人是为灾难现场而设计的,目标是在化学泄漏、建筑倒塌等危险区域替代人类完成开关阀门、开门、搬运这样的任务。Atlas也是2015年DARPA机器人挑战赛的官方机器人平台,各支队伍可以将自己编写的程序输入它的身体,一决高下。最初版本的Atlas动作依然略微僵硬,肢体弯曲,手臂旋转时会发出巨大嗡嗡声。经过10多年的改进,现在新版的Atlas已经能在没有安全绳的情况下奔跑、后空翻、跳舞。Optimus
通过神经网络模型,自己“学习”
2022年,特斯拉发布了人形机器人Optimus。与传统用编程控制机器人不同,Optimus尝试通过机器学习的方法来训练机器人:特斯拉雇佣数据训练员,让他们穿着动作捕捉服和戴着VR头显采集动作数据,然后让机器人通过神经网络模型“理解”环境、生成动作。
在特斯拉的设想中,这是一台能“进厂、入户”的通用型机器人,目标是接手枯燥、重复甚至危险的人类工作。但效果仍然有限。目前,Optimus仅能在部分节奏缓慢、精度要求不高的车间场景中运行,比如搬运箱子、从夹具中取放零部件,或给植物浇水。 人形机器人