3月19日,沉寂許久的波士頓動力(Boston Dynamics)公布旗下人形機器人Atlas的最新跳舞視頻,展示了驚人的靈活性和擬人化動作。一些街舞的地板動作讓人驚掉下巴,也引發了是不是真實的討論。
同一天,宇樹科技也發布了旗下新款機器人G1原地側空翻的視頻,并表示一年前的H1已經實現全球首次電驅人形機器人原地空翻,這次G1挑戰了更高難度的原地側空翻。
無論是武林高手還是舞林高手,每一個動作上的突破都代表了這些人形機器人離我們更近一步。
為什么人形機器人都“愛跳舞”
想象一下,一個1.8米高的成年男性,在地上絲滑地做著爬行、跑步、翻筋斗等,中間還夾雜了一段街舞的地板動作。Atlas讓許多人看到了肉眼可見的進步。
據波士頓動力透露,這次展示的一系列動作都是基于動作捕捉技術,與強化學習策略結合的成果。簡單來說,就是跟拍特效一樣,讓真人穿上動捕服,做出各種動作,然后把這些動作數據“喂”給Atlas,讓它自己學習模仿。
它的背后,是一家名為“RAI Institute”的研究機構,創始人正是波士頓動力的前任CEO馬克·萊伯特。
強化學習是一種通過試錯進行學習的方法,類似于人類和動物的學習方式,盡管耗時較長,但通過有效的模擬技術,可以在虛擬環境中加速學習過程。目前,它已經成為人形機器人主流的訓練方式。
比如,上個月宇樹科技官宣旗下人形機器人已經更新開源全身運動數據集,并針對Unitree H1、H1-2、G1等人形機器人調整了運動捕捉數據,采用數值優化方法,使其運動軌跡更加自然。
這也不是Atlas第一次展現舞姿。早在2020年,它就和波士頓動力旗下的四足機器人Spot和Handle輪式機器人一起組團跳了一支《Do You Love Me》的舞蹈。
如果再聯想到春晚上跳舞的宇樹H1,很多人好奇:現在的機器人公司是不是“人均”一個舞蹈培訓班?
實際上,就像人類可以通過舞蹈或者武術來展示肢體的協調性,這些連續動作對機器人的運動控制、動態平衡和多關節協調等核心技術提出了極高要求,是檢驗技術成熟度的最佳場景。這些動作也并非只用于舞蹈或者武術,背后的技術可以遷移到很多領域。
比如宇樹H1上春晚扭秧歌,背后是AI驅動全身運動控制技術在做強支撐。借助AI,機器人可以“聽懂”音樂并實時調整動作,超越了傳統呆板的機械舞。
當然,帶著點炫技的舞蹈本身就相當吸睛,也是中外通用的“肢體語言”。
中國功夫 芭蕾舞都不在話下
去年11月,波士頓動力公司確實因獲得了一項名為“機器人編舞”的專利而引發科技界討論,這項專利也標志著機器人技術和藝術表現之間的界限正在逐漸模糊。
這背后當然得歸功于機器人訓練方式的成熟,以波士頓動力為例,公開資料顯示他們的智能控制系統有三大核心技術:一是分布式計算架構,每臺機器人既是執行者也是觀察者,實時交換數據,可以一起學習彼此糾錯。與此相關的是誤差補償算法,當某個機器人動作偏差超過2毫米時,系統會在0.03秒內自動校正。
更重要的就是一套動作捕捉映射系統,可以把人類編舞師的動作用3D建模轉換成機器語言。據說每套舞蹈可以被拆分成3000多個動作節點,供機器人學習。然后,機器學習模型模擬不同機器人的動作幅度,從中篩選出合適的。
隨著大模型研究的突破,機器學習的速度和精準度都在顯著提升。
前幾天,一個宇樹機器人G1跳芭蕾舞的視頻火了,單腿旋轉、空中兩連踢,在完成一系列高難度動作后,機器人還能穩穩站定,然后優雅地向觀眾謝幕。
這段視頻不是宇樹科技的官方發布,而是因為杭州另一家科技公司給G1裝上了一顆新大腦,搭載了西湖機器人科技(杭州)有限公司研發的“一模全感多形”具身大模型算法。
“不加速,不遙控,一個端到端模型輸出,全球量產發布的機器人都可控制。”該公司在接受媒體采訪時表示,有了“電子大腦”的機器人,中國功夫、芭蕾舞都不在話下,甚至還能跳一首難度進階版的查爾斯頓舞。
機器人的發展就像登珠峰一樣難
說到機器人、機器狗,國內風頭正盛的莫過于“杭州六小龍”之一的宇樹科技,但要說這個領域內的“老大哥”,當屬波士頓動力。就連王興興本人都多次在公開場合說起馬克·萊伯特是自己的偶像。
1992年,王興興只有兩歲之際,馬克·萊伯特就創立了波士頓動力,他不僅是公司的創始人,更是一位在機器人領域造詣深厚的科學家,曾任麻省理工學院計算機科學和電子工程系教授,以及卡內基·梅隆大學計算機科學和機器人學副教授。
世界上首款單腿跳躍機器人,就是他于20世紀80年代在麻省理工學院媒體實驗室里研發出來的。這位讓人深感敬仰的技術“大拿”,日常總是穿著一件標志性的花襯衣,展現著溫和親切的一面。
2005年,被戲稱為現實版“神盾局”的 DARPA(美國國防高級研究計劃局)開啟了一項計劃,想挑選幾個科技公司為軍方研發尖端產品。當時,波士頓動力的“大狗”(BigDog)在42個項目中脫穎而出,這也是波士頓動力真正意義上的第一款機器人產品。
此后十年,波士頓動力和軍方合作比較多,技術日益精進。2016年前后,超級網紅機器狗Spot的視頻在 YouTube 走紅,這只聰明的“狗狗”激起了很多人對機器狗的研究興趣,也是這個時候,王興興公布了自己做XDog的電驅動方案,隨后開啟了屬于他的創業征途。
彼時的波士頓動力,在仿生運動控制領域的技術堪稱巔峰,機器人能像動物一樣奔跑、跳躍,甚至能在復雜地形中保持平衡。尤其是Atlas機器人,不僅能后空翻,還能自主調整姿態,適應動態環境。
只不過很長一段時間里,波士頓動力采取的是液壓驅動路線,而王興興在創辦宇樹科技之初,就堅定地選擇了電壓驅動路線。動力問題一直以來就是機器人的核心問題,關系著機器人能否動起來,工作時間的長短等,液壓動能強勁但成本高昂,電動系統相較于液壓系統更安靜、反應更迅速、維護更簡便,同時還能實現更精細的動作控制。
兩種方式各有千秋,不過就商業化落地而言,電動系統更勝一籌。
去年,波士頓動力發布視頻《再見,液壓Atlas》,正式宣告其研發的液壓驅動雙足人形機器人Atlas退役,過了沒多久,電動版Atlas面世。它擁有更長的四肢、更直的背部,以及可以根據需要旋轉的頭部。
馬克·萊伯特多次到訪中國,參加過在上海舉行的世界人工智能大會,也和王興興面對面聊過。對于中國的這位后繼者,他也是多次表達了“令人印象深刻”的贊賞。
他曾表示在美國有一種說法,“如果它看起來像鴨子,走路像鴨子,叫聲像鴨子,那它就是鴨子。”可在機器人領域,這并不適用。人形機器人走路像人類,跳舞像人類,看起來像人類,但它的執行機構、控制方式、感知系統,甚至道德和野心都與人類不一樣。
“人形外形不等于人形內在,機器人的發展就像是登珠峰一樣難。”
文 | 劉永麗
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