Atlas 遭遇挫折:为何人形机器人依然是天才,却又笨拙

Atlas 遭遇挫折:为何人形机器人依然是天才,却又笨拙
在麻省理工学院 Atlas 机器人的控制界面中,人形机器人以 3D 模型的形式出现在其环境中。红线随着头戴式激光测距仪的旋转而旋转。Erik Sofge

当这个身高六英尺二英寸、体重 330 磅的人形机器人摔倒时,没有人会感到惊讶。部分原因是 Atlas 就是这样做的。就像其他参加 DARPA 机器人挑战赛的团队借来的几乎相同的 Atlas 模型,以及过去在镜头前失足的模型一样,这个机器人往往会摔倒。事实上,麻省理工学院 CSAIL(计算机科学和人工智能实验室)的研究人员准确地预测了它会在什么时候摔倒——在它迈出激进步伐的三步之后。而且,Atlas 真的能走、走、走,然后倒下,它被连接在作为头骨的防滚架上的电缆从脸朝下摔倒在水泥地上救了下来。

这些都不是新鲜事。人形机器人是出了名的笨重机器,它们很难模仿动态平衡感和持续的细微调整,而这些调整可以让大多数人毫不费力地保持直立。有趣的是,为什么这个版本的 Atlas 会如此迅速地失去控制。

在此次媒体演示开始时,CSAIL 博士后 Scott Kuindersma 将问题归咎于“代码中的错误”,这是团队努力删除 Atlas 制造商(谷歌收购的波士顿动力公司)提供的所有代码,并为机器人注入全新控制算法时产生的一些神秘副作用。

但导致 Atlas 摇晃的并不是软件,而是机器人的双手。地球上最精密的机器人之一不断摇晃,因为它无法计算自身三指夹持器的边际重量。

你很难找到一个更简洁的例子来说明为什么人形机器人如此令人兴奋,但又尚未为在现实世界中的使用做好准备。

麻省理工学院 CSAIL 的 Atlas 演示是周一为期一天的实验室参观活动的一部分,旨在拉开全国机器人周的序幕 Erik Sofge

很酷的是 Atlas 可以用两条腿做任何事情。尽管机器人研发看起来十分火爆,亚马逊、Facebook 和谷歌都在这个领域投入了巨资,但人形机器人系统的成功还是要与其他类人机器人相比较。去年 12 月,在 DRC 的首次实战测试中,八支表现最好的团队中有五支使用了 Atlas(CSAIL 名列第三)。该机器人通过一系列灾难响应主题任务提供动力,其液压驱动能力胜过大多数竞争对手的电动机。与大多数参赛者相比,Atlas 在液压下表现出了纯粹的优雅,堪称职业运动员的化身。

然而,与大多数人相比,Atlas 几乎无法移动。在麻省理工学院的同一个演示中,它需要多次尝试,间隔几分钟,才能拿起一块 2×4 的木板。它毫无失误地走到了木板前,但步履缓慢而谨慎,你不得不抑制住想要帮助这个摇摇晃晃的东西穿过改装后的车库的冲动(尽管它身材魁梧,像举重运动员一样,还有旋转的警示灯)。当它到达那里时,一名研究人员监控着机器人的物理意图——屏幕上的界面令人着迷,有 Atlas 及其周围环境的详细 3D 模型,以及它计划踏入或到达的位置的彩色指示器——必须进行干预,命令它用另一只手,避免与自己的身体相撞。如果 Atlas 是一个人,它将被限制在轮椅上,并由住家护士照顾。(注意:以下视频很短,但并不十分精彩。)

这还没考虑那些烦人的双手。“是双手!”有人说道,此时 Atlas 正被安全绳绑着摇晃着。研究人员们挤在旁边的一排电脑显示器前,然后各自散开,看起来相当得意。正如 Kuindersma 所解释的那样,最初将机器人运送给参赛者时,它们带有残肢。参赛团队可以选择两种通用的手臂,包括 iRobot 制造的模型。麻省理工学院研究了这些和其他选项,最终确定了自己的抓握和传感组合,将摄像头和触觉传感器连接到现有的三指操纵器上。Atlas 仍然认为它们都是残肢,并没有考虑其增强型手臂的重量。

在我看来,这些改进并不完全合法——向符合资格的车队提供 Atlas 的目的是提供基础硬件,并让他们将精力集中在控制软件上。添加传感器难道不等同于重大的硬件变化吗?

据库德斯玛称,DARPA 已批准各团队在 Atlas 上添加他们认为合适的组件,从手腕以下。通过增强其传感功能,CSAIL 无意中产生了一个稳定性缺陷。抵消手部重量可能不会是一个严重的挑战,但其他缺陷不可避免地会出现,例如当波士顿动力公司用电池组替换所有 Atlas 上巨大、笨重的动力和液压系绳时,重量的重新分配,实际上是第一次拔掉机器人的电源(这些大修应该在六个月内完成)。

如果你还在读这篇文章,那么恭喜你:你显然喜欢机器人技术。虽然机器人本身很整洁,可以扭动和移动,制作出精美的剪辑和 GIF,但机器人技术的吸引力不一定在于最终生产的机器。机器人技术就是故障排除。机器人技术是无情的,也是艰难的,而人形机器人可能是最难和最残酷的。Atlas 及其同类在未来几年或几十年内可能仍是功能性残疾。没关系。正是由于难度高,而且即使是最好的人形机器人也是笨手笨脚的失败者,才使得人们很容易为他们加油。

其中一只惹麻烦的手——发光的红色面板是一个触觉传感器,可以帮助检测机器人何时以及如何抓取物体。Erik Sofge

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