AI洞观 | 起底网红机器人波士顿动力

2018-10-26 09:02:37 来源: 网易智能
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AI洞观 | 起底网红机器人波士顿动力

出品 | 网易智能(公众号:smartman163)

栏目 | AI洞观-第4期

作者 | 李健

这家“网红”机器人公司又火了。

最近,接连发布的两条波士顿动力机器人的最新视频让不少人感到惊讶,一段是发布于今年10月11日标题为“跑酷阿特拉斯”的视频,显示出Atlas“轻松地”跑上2英尺高的台阶。

而在另一段SpotMini机器人跳舞的视频中,则尽显了其机器人的灵活程度。

Atlas机器人在跑酷

UpTown Spot

自从2013年被谷歌收购后,波士顿动力就一直活跃在人们的视线中,现为日本软银集团的全资子公司。波士顿动力应该也可以称得上最早使用网络视频来为自己赚取关注度的“网红”了。

波士顿动力代表了运动型机器人这一机器人领域的重要类型,可以做到能够行走、翻跟头、跳跃,但此类机器人大多应用领域垂直,且价格昂贵,不是普通消费者可以触及的。

波士顿动力的这些视频让人们看到其研发的机器人所具备的强大能力,有些机器人也让人联想到快速、强大、有时甚至令人生畏的未来机器人,同时也引发了几个问题:这些机器人是如何工作的?波士顿动力公司打算用它们做什么?视频中的机器人是否完全展示出它们的能力?

智能菌决定从头来了解下这位“网红”波士顿动力公司了。

揭秘发展历程:MIT做班底 从DARPA到谷歌再到软银

起底网红机器人波士顿动力

波士顿动力的创始人马克·莱伯特

波士顿动力的创始人马克·莱伯特(Marc Raibert)是典型的学院派创业者,其在麻省理工学院获得博士学位后,在卡耐基·梅隆大学(Carnegie Mellon University)建立了实验室Leg Lab。1986年马克·莱伯特重新回到麻省理工学院,也把Leg Lab实验室搬到了MIT,继续从事机器人的开发和研究工作,并最终于1992年离开MIT,创建了如今的波士顿动力公司,主要开展机器人相关研究工作,其目标是打造像人或动物那样,能够在现实世界中灵活工作的智能机器人。成立至今,吸引了众多来自世界各大院校的顶尖科研人才。

在早期,波士顿动力公司与美国军方合作密切,其研发资金大多来源于美国军方支持,早期的大多数成果多用于美国军队和美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency,简称DARPA),而现在该公司也一直都有美国海陆军、DARPA等军方的合同和赞助。因此波士顿动力的许多机器人项目最初都是基于一定的军用背景,设计之初主要考虑军用目的,技术标准和成本都以军用目标为主。

2013年底,谷歌母公司Alphabet收购波士顿动力公司,明确表示不希望其参与国防工作,随后终止了波士顿动力的军事合同,当时安卓之父安迪·鲁宾(Andy Rubin)还统领着谷歌的机器人部门。这场收购使谷歌公司的业务范围由此成功涉足真正的机器人产品,但具体的收购价格并未披露。

不过波士顿动力与Alphabet的蜜月期并不长,随着2014年安迪·鲁宾离开谷歌,机器人部门和无人机运输项目ProjectWing一起纳入到 Google X 实验室(现已改名为X)。在仅仅四年之后,2017年6月8日,Alphabet宣布将该公司出售给日本软银集团,收购金额同样不详。

对于Alphabet出售波士顿动力的原因有多种推测,比如波士顿动力的成员不愿意接受Alphabet的安排并入其他团队,公关团队觉得人形机器人有点吓人等。比较理性的分析则认为主要原因是Alphabet认为人形机器人这件事还为时过早,至少还得10年才可能商用化。也有推测认为技术难度也是其中一个原因,波士顿动力开发的智能机器人需要大量基础性研究,而硬件所需要的开发资源比起软件更困难。

在2017年软银接手波士顿动力时,软银也已拥有多个机器人投资组合。莱伯特始终拒绝透露谷歌或软银为公司投资了多少钱。他说,两家公司都为该公司的研究提供了充足的资金,而两家公司的参与也恰恰显示了波士顿动力研究工作的潜力。

业务版块大起底:从军用机器人走向商业化

波士顿动力应美国军方要求,最早于2005年推出了一种形似狗的四足机器人“大狗”(BigDog),可以帮助美军士兵背负装备、进行物资运输等,尤其适用在一些地形崎岖的地方,也正是这款四足机器人让波士顿动力公司名声大噪。

起底网红机器人波士顿动力

BigDog

相较于传统的轮式或履带式机器人,四足机器人能够适应更多的地形地貌,通过性能更强。Bigdog的四条腿完全模仿动物的四肢设计,内部安装有特制的减震装置,内部计算机可根据环境的变化调整行进姿态,而大量的传感器则能够保障操作人员实时跟踪“大狗”的位置并监控其系统状况,其动力来自一部带有液压系统的汽油发动机。但后来由于BigDog被认为声音太大,不能在战斗中使用,该项目被搁置。

2015年9月,美国国防部高级研究计划局又与波士顿动力公司签下一份价值1000万美元的新合同。根据合同,波士顿动力公司将对BigDog进行研发升级,制造静音性能更好、防弹性能更强的新一代BigDog机器人。

起底网红机器人波士顿动力

Cheetah

与BigDog类似的,还有一个叫做“猎豹”(Cheetah)的四足机器人,从名字就可以看出这个机器人的特点,猎豹的速度可以达到每小时20-30英里(约合32-48千米每小时),DRAPA为这个机器人的研发提供了资金。该机器人拥有柔韧灵活的脊柱和铰链式的头部,能够冲刺、急转弯并能突然急刹停止。它的奔跑速度达到了每小时28英里(约合45公里/小时)。而猎豹机器人的躯体上方连接着多根线缆,这也注定它只能是一款在实验室中运行的机器人。

除了上述两种四足机器人外,公司还生产和开发了“小狗”(Little Dog)、“野猫”(Wild Cat)、LS3(Legged Squad Support System,也称为AlphaDog)和超强越障机器人Rhex等。多款机器人例如Bigdog、LS3均因运行噪音过大的问题没有解决而最终遭到美国军方弃用。

因此,波士顿动力公司总结了过去的经验和教训,打造了一款名为“Spot”的新型四足机器人。在波士顿动力公司发布的宣传视频中,Spot机器人实现了低噪运行,可以借助两条肢体在原地跳跃而不摔倒,并且可以灵活上下楼梯。

起底网红机器人波士顿动力

Spot机器人

2016年6月,波士顿动力公司展示了四足机器人SpotMini,重量仅为25公斤。与Spot相比,SpotMini的外形更加小巧,并且在头部增设了一副机械臂,机械臂的顶端是一个夹手,可以灵活操控物体。在最近风靡网络的跳舞机器人也正是Spotmini。

起底网红机器人波士顿动力

SpotMini开门视频画面

在之前波士顿动力公司发布的宣传视频中,SpotMini在人类阻拦的条件下,仍用自身搭载的机械臂奋力打开了关闭着的铁门,然后再用腿把门踢开。

在研发四足机器人的同时,波士顿动力公司也在研发与人类似的两足机器人。Petman(Protection Ensemble Test Mannequin)是Boston Dynamics开发的用于化学防护服测试的人形机器人。波士顿动力公司承诺说Petman可以模拟士兵在各种极端压力下可能做出的动作,并以此测试防护服的耐用性,同时可以根据人体生理学来控制调节防护服内的温度、湿度以及模拟人体出汗,从而达到更好的测试效果。

起底网红机器人波士顿动力

Petman机器人

起底网红机器人波士顿动力

Handle机器人

而Handle这款机器人,则是将能够适应粗糙地形的腿部结构和能够提高效率的轮式结构结合起来。它使用了许多与四足机器人和双足机器人相同的动力学、平衡学和移动操作原理,只有10个驱动关节,复杂程度要低得多。其轮式结构在平坦的表面上可实现快速而有效的行走,而腿式结构可以适应多种多样的地形。

在成功制造出极其敏捷的“猫”和运输能力极强的“狗”之后,2015年波士顿动力公司宣布Atlas这款双足直立大型机器人研制成功。从波士顿动力公司公布的训练视频来看,Atlas能够行走于多种多样的地形,能跑能跳,甚至能做后空翻,可以被从侧面来的球重撞而不倒,可以进行取货、搬运等。Atlas主要为户外和室内应用而设计,由电力驱动和液压制动,有28个液压关节,在其头部还使用了激光雷达和立体传感器以避开障碍物、评估地形和帮助导航。Atlas正是近期机器人跑酷视频中的主角。

起底网红机器人波士顿动力

今年5月视频中的Atlas跨越障碍

起底网红机器人波士顿动力

10月11日发布的视频中Atlas跨越障碍

沉迷研发 今年终开启商业化之路

长期以来,关于波士顿动力机器人的应用落地问题也一直被外界操碎了心,这些“网红”视频所产生的名气并没有给波士顿动力带来多少收入。通过对波士顿动力公司前员工和莱伯特的前学术合作者进行的采访表明,该公司长期以来始终无视商业需求,更不用说外界的道德或伦理担忧,而一心追求模仿动物运动的机器。前员工们说,波士顿动力公司更像是资金充裕的研究实验室,而不是像企业那样运作,而莱伯特的理想已通过签署军事合同得以延续多年。

波士顿动力公司所拥有的机器人技术一直都令人惊叹,但同时也距离消费者过于遥远。当其他机器人公司都在如火如荼地进行商业化发展时,波士顿动力则在努力研发酷似动物和人类的能够灵活活动的机器人,也可谓是机器人界的一股清流了。

终于在2018年5月,波士顿动力CEO莱伯特宣布,SpotMini机器人正在进行预生产,并准备在2019年实现商业可用性。波士顿动力表示,已计划与合约制造商合作,在今年晚些时候为商业目的建造首批100个SpotMini,他们将开始扩大生产规模,目标是在2019年进行销售。SpotMini由此成为该公司26年历史上的第一个商业机器人。

在今年6月举办的CEBIT 2018(信息及通信技术博览会)上,波士顿动力公司创始人兼CEO莱伯特进一步透露,波士顿动力对于自己的整个商业化进程规划分为近期、中期和长期三个阶段。

起底网红机器人波士顿动力

图中蓝色气泡包含了波士顿动力近期的目标应用,右边的黄色气泡则包含了波士顿动力的长期目标

波士顿动力的近期商用规划是在娱乐、紧急救援和安防三大应用领域,莱伯特认为,娱乐和紧急救援对于波士顿动力的机器人已不是大问题,其机器人现具有的能力便可充分证明这一点,但在安防领域的应用落地还有很多工作要做。

中期的规划是仓储物流和包裹递送两大场景,轮腿式机器人Handle在这方面可以发挥作用,机器人也可在包裹递送方面提高运送效率。

而长期商用规划是在施工和护理两个方面,例如机器人可以在建筑工地进行物料搬运,而莱伯特也表示并不能确定应用在这样的场景是否有价值。但他认为,由机器人担任对老年人和病人的陪护工作对波士顿动力而言是一个很有价值的研发方向,但由于机器人要做到家庭陪护所需要的标准较高,也需要十几年甚至更长时间才能研发出来这样的机器人。

中国版“波士顿动力”

接下来的问题是,在国内有类似波士顿动力这样的公司吗?智能菌试着找出了几家与波士顿动力机器人有相似业务线的公司。

起底网红机器人波士顿动力

钢铁侠科技机器人

成立于2015年9月钢铁侠科技(ARTrobot),是一家专注大型仿人机器人的创业公司。钢铁侠CEO张锐介绍说,钢铁侠机器人可以实现双足在不同地形环境中行走;双臂可以拿东西、完成各种任务;支持图像识别、语音交互,目标是要打造一种非常先进、具备综合能力的智能机器人,可以在现实生活中为人们提供服务。

在之前接受网易智能采访时,张锐表示,在他看来,仿人机器人属于更有挑战性的技术。创业的当时国内还没有大型仿人机器人的公司,这个领域的研究所也特别少,很难找到相关的研究经验,因此,张锐希望他的团队可以突破技术难题,让中国也有值得骄傲的机器人。张锐表示看好机器人未来的应用前景,他认为未来最大的机器人市场就是仿人机器人市场。

起底网红机器人波士顿动力

优必选Walker机器人

在今年1月的CES 2018(国际消费电子展)上,优必选双足机器人Walker首次亮相,高1.3m,拥有两条自由度极高的腿,此外,Walker机器人采用了优必选自主研发的新一代基于三维视觉的定位导航系统U-SLAM,配备深度相机、高精度IMU、超声与红外等多类传感器,具有语音交互、导航避障、安全监控、视频通话等功能,具备上下楼梯、全向行走,具备踢球、跳舞等多种互动运动能力。

优必选高级研发副总裁吴牟雄表示,Walker机器人是优必选人形机器人迈向家庭的重要一步,其能在室内活动的范围更大,能在日常生活中的地面、台阶、斜坡等环境下行走,更容易为人类服务,尺寸和形体也与人类似。据透露,未来Walker机器人上市后将面向全球终端消费者领域,初期产品定价大约为中级轿车的售价,目标用户为高端消费人群。

起底网红机器人波士顿动力

浙大“绝影”机器人

在2018年2月,一段由浙江大学熊蓉教授领导的机器人团队研制的名为“绝影”的四足机器人的视频在网上火了起来。

据媒体报道,“绝影”身长1米,四足站立时60厘米高,重70千克,在四足机器人中算得上大个子。这样的个头,意味着能够胜任许多实际任务。据团队成员李超博士介绍,“绝影”靠电机驱动,最大负载20千克,最快行走速度为每小时6公里,续航时间2小时。它已经掌握了跑跳、爬梯子、在碎石子路上行走、自主蹲下再站起来等许多能力。项目负责人表示,“绝影”的技术优势正如视频中展现的,动作自然柔顺,反应快速准确,面对复杂环境表现出很强的适应力。

结语

起底网红机器人波士顿动力

波士顿动力公司已经成立了26年,几经波折之后,这家公司正开始走在商业化的道路上,而在商业化的具体应用、程度、未来走向等方面,未知数仍然很多。可以说,这是一家不属于现在、而属于未来的公司。

(参考文献:

1.李智勇.终极复制 人工智能将如何推动社会巨变[M].北京:机械工业出版社.2016.

2.装甲兵编著.军体世界丛书 机械战警[M].北京:中国少年儿童出版社.2017.第14-15页

3.赵亚洲.智能+AR、VR、AL、IW[M].北京联合出版公司.2017.

4.梁洪亮.科技史与方法论[M].北京:清华大学出版社.2016.

5.刘京运.从Big Dog到Spot Mini:波士顿动力四足机器人进化史[J].机器人产业,2018,(2):109-116.

6.Evan Ackerman,Boston Dynamics Is Getting Ready to Produce Lots of SpotMinis https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/boston-dynamics-spotminis)

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王超 本文来源:网易智能 责任编辑:李健_NBJS6841
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