波士顿动力机器人双手会搬砖了,能抓能抬,还能搭桥扔工具包

2023-01-20 0 9
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梦想中的搬砖机器人来了!昨天,波士顿动力家发布新视频,王牌机器人Atlas在模拟工地上抬木板、三级跳、扔工具包都是小case。

自2016年首次亮相以来,波士顿动力双足机器人Atlas已经红了整整五年半。

这不,昨天波士顿动力发布了一条新视频,机器人Atlas又整了新活,变身「工地打工机器人」。

抬抬木板、搬搬砖什么的,都不在话下,还兴奋地转个圈。

上上台阶跑跑步什么的更是小case,从速度到稳定性都是丝滑。

再来一个转身起跳,顺利把一袋工具包稳稳地扔给脚手架上的建筑工人。

收工下班,高兴地来了个拿手好戏——原地360°后空翻站稳,完美!

如此酷炫流畅的机器人是不是很哇塞,但其实几年前,它还是个走路都不会的小屁孩。

从2016到2023,这个站在机器人金字塔尖的物种一路飞速进化,刚出生时还只能拖着两条扭曲的大长腿蹒跚学步。

现在已经可以完成后空翻稳定落地、机器人跑酷、体操等多种高难度任务。

每当波士顿动力放出Atlas新视频,评论区总能听取哇声一片,不仅外观越来越炫酷,新技能也不断刷新人类认知。

2021年1月,经过将近一年半的编排、模拟、编程和升级,波士顿机器人组团跳舞的视频在网络上走红,atlas也是收割了一批流量。

‍马斯克都发推表示「哇唔」!

但它们想要做的不止于此,最新发布的这个特殊技能是为了展示Atlas如何在生活中提供帮助,而不仅仅是跳舞和耍酷。

波士顿动力公司Atlas团队负责人Scott Kuindersma在幕后视频中说:

我们不仅仅是在考虑如何让机器人在其环境中动态移动,现在我们开始让Atlas发挥作用,并思考机器人应该如何能够感知和操纵其环境中的物体。

Atlas如何实现各种复杂操作

对Atlas来说,能够适应各种环境,保持身体平衡从而避免在行走、跑步、跳跃过程中摔跤是头等大事。

为了做到这一点,从对环境的感知能力到对环境的适应能力在这五年间经历了多次迭代。与此同时,它自主行动的能力也得到了增强。

要完成各种复杂的操作,首先得在运动中保持平衡。

最初的Atlas走路踉踉跄跄,行走过程中身体仍较为僵硬,在快要摔倒的时候无法调动全身,只会通过改变步伐来重新寻找平衡。

在接下来的几年内,Atlas逐渐学会了挥动双臂来保持身体平衡,使用五次样条生成高级所需运动(例如摆动脚轨),并将给定的脚步位置用作样条的结点。

团队表示,机器人身体结构和人类有很大差别,比如它没有脊椎和肩胛骨,同时手臂也相对较为脆弱。

因此团队必须不断地在它的尺寸和复杂性之间对它的重量、强度、活动能力等各种要素进行权衡,并对控制算法进行优化,来更好的协调它的各种动作。

别看它是个1米5的大个儿,为了保持机身灵活性,Atlas利用3D打印来减轻重量和空间,从而形成具有高强度重量比和大工作空间的机器人。

波士顿动力的工程师Aaron Saunders说,

通过3D打印。我们能显著减少肢体惯性,这对于步行机器人来说是一件大事——系统中的大部分能量都用于在空中摆动沉重的双腿。

此外,Atlas还能够通过立体视觉、距离感应和其他传感器自主或通过远程操作感知障碍物并穿越崎岖地形。

研究团队为Atlas提供了一张高级地图,其中大致描述了它的行动路线和相应位置应该做出的动作。

完成任务过程中,Atlas利用这些信息来为自己导航,并且它可以对环境进行感知,根据实时感知到的数据自主规划整个行动以完成挑战。

Atlas执行的每个动作都源自其行为库中的动作模板,它可以根据目标情况自主从库中选择相应的动作执行。

同时,Atlas的模型预测控制器(MPC)会调整其发力、姿势、动作发生时机等细节,来应对环境、脚滑等各种可能实时出现的因素。

并且,MPC还允许Atlas跨行为边界预测下一步的行动,比如它知道了这次跳跃后是一个后空翻后,就可以自动地创建从一个行为到下一个行为的过渡,使每一步动作都自然的连贯起来。

波士顿动力公司是一家营利性组织,希望将其技术商业化并销售产品。

但从本质上讲,波士顿动力公司是一个研究实验室,里面满是工程师和科学家,他们不顾商业利益,也想突破科学的极限。

协调这两个目标非常困难,事实证明波士顿动力公司在过去十年中多次易主,从谷歌到软银再到现代。

该公司正在寻求创建一个成功的商业模式,并且之前已经发布了一些商业机器人,包括多用途机器狗Spot和可以移动箱子的移动机器人手臂Stretch。

两者都在不同行业找到了有趣的应用,而凭借现代汽车的制造能力,波士顿动力公司或许能够将它们变成潜力无限的产业。

与其他仅限于特定环境(平坦的地面、均匀的照明、平面物体等)或需要改变环境的机器人相比,我们的对环境的适应性、灵活性和多功能性优势明显。

但正如Atlas控制负责人Ben Stephens在发布会中所说:

即使是迄今为止最先进的双足机器人 Atlas,距离达到人类流畅而灵活的运动技能还有很长的路要走,看看新 Atlas视频中的一些失败,就会发现仍有待填补的空白。

操纵是一个广泛的范畴,我们还有很多工作要做,但这让我们得以一窥该领域的发展方向。

参考资料

https://futurism.com/the-byte/boston-dynamics-robot-toss-tools-construction-worker

https://www.bostondynamics.com/about

https://www.bostondynamics.com/resources/blog/sick-tricks-and-tricky-grip

本文来自微信公众号“新智元”(ID:AI_era),作者:Joey 好困。

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