“2024，機(jī)器人大爆發(fā)。”
作者| 王王
編輯｜蔓蔓周
2024是機(jī)器人元年。似乎每年都這么說。
2023年12月，歲末年終之際，隨著全球第一家人形機(jī)器人公司優(yōu)必選上市，“機(jī)器人”似乎成了緊跟大模型之后的下一個風(fēng)口浪尖，給2024年拉開了鼓舞人心的序幕。
除了首個IPO之外，最近機(jī)器人領(lǐng)域新聞頻頻。例如馬斯克在毫無預(yù)警的情況下在自己的X賬號放出特斯拉人形機(jī)器人Optimus二代目的視頻，走路、深蹲、拿雞蛋樣樣精通；斯坦福團(tuán)隊的Mobile ALOHA更是進(jìn)化到能自主炒菜、擦桌子、按電梯，成功率高達(dá)90%。
不妨借這個機(jī)會，看看2023年你可能錯過的，機(jī)器人領(lǐng)域那些最受歡迎的故事。
01
人形機(jī)器人終于能打工了
2015年，有“機(jī)器人奧運會”之稱的DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽上，韓國KAIST團(tuán)隊的人形機(jī)器人DRC Hubo以44分28秒的成績完成了模擬災(zāi)難救援的任務(wù)，拔得頭籌。
然而，這場緊張刺激的比賽在看客們眼中，有點“蠢哭了”：機(jī)器人忙活將近一個小時完成的任務(wù)，人類只需要5分鐘，更別提各種平地摔、走路摔、開門摔、吹風(fēng)摔等花樣百出退出比賽的參賽選手。
當(dāng)時，人們不禁發(fā)問：人形機(jī)器人何時才能真正走向市場？或許，我們能在2024年看到答案。
人形機(jī)器人DRC Hubo | IEEE Spectrum
今天，我們看到了不少機(jī)器人已經(jīng)能完成多種復(fù)雜的運動，甚至是接住掉落物品這樣既要速度又要準(zhǔn)確的精密操作。越來越多的機(jī)器人廠商也不再滿足于搬箱子、送快遞，而是朝著“通用型機(jī)器人”的目標(biāo)研發(fā)。
Sanctuary AI的控制系統(tǒng)模仿人腦的記憶、視覺、聲音和觸覺系統(tǒng)，結(jié)合符號推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這兩種技術(shù)，讓機(jī)器人具有如同人類的智能。挪威機(jī)器人公司1X與OpenAI達(dá)成合作，讓大模型的風(fēng)吹到機(jī)器人身上，借助通用大模型使機(jī)器人具備更深刻的“思維”。這些企業(yè)都計劃在2024年商業(yè)化落地。
馬斯克預(yù)言，未來20年內(nèi)，地球上將會有10億臺人形機(jī)器人。不過，站在2024年開頭，還是要潑一盆冷水。
盡管過去兩年大量資金和人才涌入商業(yè)人形機(jī)器人領(lǐng)域，但最近并沒有出現(xiàn)能夠產(chǎn)生實質(zhì)性突破的技術(shù)變革。例如，制動器仍然復(fù)雜昂貴，電池續(xù)航能力也是一道難關(guān)；軟件層面，安全穩(wěn)定性也需要持續(xù)不斷投入優(yōu)化。從生產(chǎn)制造角度看，大規(guī)模商業(yè)部署需要彈性供應(yīng)鏈和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這也需要投入時間和資源。
02
掃地機(jī)器人制霸全球
AmundsenScott南極科考站，全年平均氣溫-28℃，極端時可達(dá)-80℃。由于氣候嚴(yán)苛，每年有8個月的時間里科考站會處于0補(bǔ)給的自生自滅狀態(tài)。無論科考隊員來來往往，站里一直有四名常住人口：Bert，Ernie，Sam和Frodo，四臺掃地機(jī)器人。
四臺機(jī)器人的日常生活除了掃地，還有頗多跌宕起伏的故事。
Bert作為最早入住的成員，有一年多的時間里，一直是世界上最孤獨的掃地機(jī)器人。后來Ernie加入，與Bert分掃一二層，二人因一道無法跨越的樓梯，成為最近又最遠(yuǎn)的靈魂伴侶。直到Sam和Frodo這對好基友加入，Bert和Ernie才終于能在同一樓層長相廝守。甚至Ernie還遭遇過綁架，綁匪威脅索要小餅干；索性Ernie平安歸來，繼續(xù)掃地。
X賬號South Pole Telescope記錄了這4臺掃地機(jī)器人扣人心弦的日常，以及苦寒之地的科考隊員們的（冷）笑話。
“太冷了”，Ernie說
一個冷知識，掃地機(jī)器人其實是軍事研究的產(chǎn)物。
1990年，MIT的研究人員創(chuàng)立了iRobot（就是上圖掃地機(jī)器人的品牌），研發(fā)方向是給美國軍方開發(fā)一種掃雷的機(jī)器人。為此，這支團(tuán)隊開發(fā)出了一種算法，使機(jī)器人能夠走遍指定空間的每個地方。研發(fā)期間，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，同樣的技術(shù)也可以用在吸塵器控制上。于是，2002年，第一臺掃地機(jī)器人推向美國市場，2年內(nèi)銷量超過百萬臺。今天，最低只要一千多人民幣，就能買到一臺掃雷神器。
03
Henry Evans和機(jī)器人共生的第13年
Henry Evans因中風(fēng)失去了行動能力，只剩眼睛、頭、頸和左手拇指能微微運動。直到2010年，Henry偶然看到了機(jī)器人公司Willow Garage的PR2機(jī)器人，他預(yù)感到這可能是改變生活的一次機(jī)會，于是找到研發(fā)團(tuán)隊，一起開展“Robots for Humanity”項目，幫助殘疾人盡可能自理的同時，讓殘疾人的家人和照護(hù)者有更多獨立自由的時間。
Henry Evans和PR2，圖源 | Stanford Magazine
然而PR2重達(dá)181公斤，價格40萬美元，只能是“科研成果”而無法走向市常2017年，PR2的團(tuán)隊在和Henry一家合作了多年之后成立了一家新公司Hello Robot，研發(fā)一種更簡單輕便、成本較低的機(jī)器人。其成果Stretch拋掉了人的外形，只剩一根單臂，價格也壓縮到2萬美元，它能幫助Henry刮胡子、打牌甚至幫別人刷碗。
2023年是Henry一家人和機(jī)器人住在同一屋檐下的第13年。盡管生活中的大部分事依然依賴妻子和護(hù)工完成，但Henry時常能夠操作機(jī)器人獨立完成一些小任務(wù)。當(dāng)他摘一朵玫瑰送給妻子時，Henry總能真切地感覺到自己總不至于一無是處。
04
火星直升機(jī)Ingenuity的第70次飛行
2023年12月22日，Ingenuity完成了它在火星表面的第70次起降，這距離2021年第一次從火星表面起飛，已經(jīng)過去了兩年多。在發(fā)射團(tuán)隊原本的計劃中，Ingenuity最多只能飛5次，在火星上“存活”30天。
火星極度寒冷、干燥，大氣層稀薄，盡管重力較弱，但仍難以產(chǎn)生升力，這對火星直升機(jī)造成嚴(yán)苛的限制。此外，火星和地球之間的通信延遲也使每次飛行任務(wù)更加復(fù)雜。Ingenuity的飛行紀(jì)錄給火星探索帶來了革命性的啟發(fā)。作為火星上的先驅(qū)飛機(jī)，它為其后繼者提供了寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)。科研專家根據(jù)這些經(jīng)驗，正在計劃將旋翼機(jī)納入火星樣本返回任務(wù)，為未來的火星車任務(wù)設(shè)計一架火星科學(xué)直升機(jī)，加大有效載荷來探索火星車無法到達(dá)的區(qū)域。
圖源| Space.com
05
在迪士尼樂園和機(jī)器人玩耍
現(xiàn)在，你可以和真人扮演的米老鼠、玲娜貝兒在迪士尼樂園里互動，未來可能有一群機(jī)器人成為你的迪士尼伙伴。
在位于蘇黎世的研究中心里，迪士尼正在開發(fā)全新的機(jī)器人娛樂。這些機(jī)器人不光是能走路、會說話的機(jī)器，還采用專門的行走方式來模仿迪士尼人物，并通過呆萌夸張的動作來表達(dá)情感。動畫師與機(jī)器人專家攜手合作，在確保機(jī)器人行走穩(wěn)定性的同時，讓它的一舉一動富有表現(xiàn)力，甚至可以做出歪頭殺等可愛的動作。
圖源| Youtube
在生產(chǎn)方面，由于這一新的機(jī)器人平臺不依賴硬件，因此可以快速將原型應(yīng)用到不同的角色上，搭配3D打印的零件，迪士尼可以在短短幾個月的時間里就生產(chǎn)出新的角色機(jī)器人。
相信這類機(jī)器人將會很快與游客見面。
06
無人機(jī)賽飛：全自動機(jī)器人超越人類
一場自動無人機(jī)和人類世界冠軍飛手的競速比賽，兩臺無人機(jī)需要一次穿過7個不同方向、不同高度的門框，這個過程需要大量精密的微操。全長7.5米的復(fù)雜飛行，全自動無人機(jī)只用了5.3秒。
要戰(zhàn)勝人類，無人機(jī)必須更快、更穩(wěn)定。為此，團(tuán)隊必須解決幾個問題。首先是計算出飛行的最佳軌道。在賽前訓(xùn)練階段的3D模擬環(huán)境中，無人機(jī)團(tuán)隊除了計算出數(shù)學(xué)上的最優(yōu)飛行軌道，還不斷收集添加真實世界的噪音數(shù)據(jù)，比如場地內(nèi)的氣流、無人機(jī)自身的抖動等。有了飛行路線，無人機(jī)還需要實時計算自己的位置和飛行方向。由于無人機(jī)速度太快，機(jī)身搭載的攝像頭會發(fā)生運動模糊，導(dǎo)致無人機(jī)“失明”。機(jī)器人團(tuán)隊必須在最短路徑和不墜毀之間找到平衡點。
圖源|Nature
最終，這臺無人機(jī)配備了36個攝像頭的紅外跟蹤系統(tǒng)，可以每秒400次將無人機(jī)定位在毫米范圍內(nèi)。通過將位置數(shù)據(jù)與航線地圖相結(jié)合，機(jī)外計算機(jī)可以引導(dǎo)無人機(jī)沿著最佳軌跡行駛即使是最好的人類飛行員也很難做到這一點。
盡管是一場機(jī)器對人類的無情碾壓，機(jī)器人團(tuán)隊仍然認(rèn)為，在未來幾十年里自動無人機(jī)都無法取代人類。人類在處理壞數(shù)據(jù)的能力、適應(yīng)環(huán)境并及時調(diào)整的能力依然超過機(jī)器。
2024，會迎來機(jī)器人大爆發(fā)嗎
在Nvidia高級研究科學(xué)家兼AI Agents負(fù)責(zé)人Jim Fan看來，機(jī)器人是2024年最重要的技術(shù)。在一條X推文上，他說：“我們距離物理AI Agents的ChatGPT時刻還有大約3年的時間。”
過去，機(jī)器人研究一直面臨一種“莫拉威克悖論”。
早在80年代，研究人員漢斯莫拉威克發(fā)現(xiàn)，感覺和感知需要耗費大量計算資源，而邏輯推理需要的資源反而沒有那么多。這就造成機(jī)器人研發(fā)中一種反直覺的現(xiàn)象：很多人類看來稀松平常的事情對機(jī)器人來說卻異常困難，比如接住一顆飛來的棒球；反之亦然，有些人類覺得很難的事情對機(jī)器人來說卻不那么困難。
今天，隨著多模態(tài)大模型、模擬數(shù)據(jù)集和硬件方面等技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人正在以成倍的速度進(jìn)化成長，不僅有了超強(qiáng)的語言理解和交互能力，感知能力也有機(jī)會大跨步式的躍進(jìn)。
也許奇點并不會立刻到來，但可以相信，機(jī)器人賽道的前景不容小覷，我們正走在通往奇點的道路上。
