「疯狂」机器人公司波士顿动力:发展理念与规划

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04-11 10:07

编者按:说起波士顿动力,人们第一时间想到的可能就是「这家公司造的机器人很厉害!」。的确,他们造出了能够后空翻的机器人,也造出了能够爬楼梯的机器人。最近也宣布了一个依靠两个轮子搬箱子的机器人。但他们是如何造出来的呢?造出来这些机器人有什么用呢?近日,《连线》杂志发表了一篇文章,采访了波士顿动力的高管,详细报道了这家知名的机器人公司的发展理念与发展规划。作者为 Matt Simon,原题 What Boston Dynamics’ Rolling ‘Handle’ Robot Really Means。文章由 36 氪编译,希望能够为你带来启发。

对于互联网用户来说,波士顿动机(Boston Dynamics)公司是疯狂酷炫的。

不论是他们上传的类人机器人 Atlas 做后空翻的视频,还是四条腿的 SpotMini 打开门和击退挥舞棍棒的人的视频,以及最近发布的一名为 Handle 的双轮电动车机器人搬运和堆放箱子的视频。

都体现出了这家机器人公司的「硬核能力」。

然而,对于记者和行业分析师来说,波士顿动力公司却是一片迷雾,他们几乎从不谈论所有这些工作的最终方向。

现在,这种情况正在开始改变。

随着四条腿的 SpotMini 接近其商业化产品发布时期,这家公司正在显露它的野心。

前不久,波士顿动力公司宣布收购硅谷一家名为 Kinema Systems 的创业公司,这家公司开发的视觉软件可以帮助工业机器人手臂操作箱子。

这次收购使得 Handel 机器人拥有了跟随 SpotMini 进入市场所需的条件。多年来,在网上引发一阵阵惊叹的机器人视频,正在形成一个统一的愿景:机器人时代的未来。

阻碍机器人发展的最大障碍之一,就是它们有限的感知能力。

我们人类享有丰富的感官,帮助我们在周围环境中导航。机器人也需要同样的东西,以免自我毁灭。

举个例子,当你搬起一个箱子,作为一个人类,你可能不会深入思考光线以及它是如何投射阴影的,因为它们无法使你的手偏离位置。

Kinema 开发的软件 —— 与机器人无关,这意味着它已经可以在 Handel 以外的一系列机器人上工作 —— 帮助机器应对所有这些挑战。

「他们的系统能够看到一堆箱子,」波士顿动力公司负责业务开发的副总裁迈克尔・佩里 (Michael Perry) 说,「不管箱子有多有序或多混乱,不管箱子顶部的标记如何,也不管光线条件如何,他们都能够找出哪些箱子是彼此分离的,并计划出一条路线来捡起箱子。」

这是 Handel 机器人中关键的一部分。这个机器人被设计用来在仓库中工作,它们需要处理这样的任务。

不过,这个机器人也将依靠它的整体形状来完成它的新工作。这就是波士顿动力的大战略变得更加有趣的地方:尽管 Handle、Atlas 和 SpotMini 看起来几乎没有什么相似之处,但它们实际上是紧密相连的。

「Handel 并不是与 Atlas 完全不同的,」波士顿动力公司的老板马克・莱伯特(Marc Raibert)说。

事实上,三年前一段关于 Altas 的视频显示,这个机器人正在用胳膊捡起一个箱子。一年后,这两条胳膊在 Handel 的视频中挥舞着。

双足行走的挑战在很大程度上是相同的,但像 SpotMini 这样的四足机器人却没有相关的平衡问题。而且,用两只手操作的挑战,SpotMini 也没有。

但这就是机器人的魅力所在。 你可以迭代它们的形状,使它们适应不同的任务和环境。Altas 用两条腿走路,Handel 用两个轮子滚动,但不管怎样,这种双足运动减少了机器人的足迹。

佩里说,如果是一个四轮机器人,就必须要大得多,才能够到达那个高度并搬起箱子。所以这是一个被设计用来进入人类定制环境,并能够完成一项任务的机器人。

波士顿动力的能够相对容易地重复其机器人形状的原因,可以归结为一个关键因素:软件的再利用。

当你想到波士顿动力公司,你可能不会首先惊叹于运行这些机器的代码。毕竟波士顿动力是以其硬件而闻名。

但是莱伯特对这个角色塑造提出了质疑。

他表示:「我认为,认为我们是一家硬件公司是一种误解。我们的机器之所以能够做到这种程度,唯一的原因是它们的控制、感知以及与硬件相协调的系统。 只是我们的硬件太强大了,这让我们看起来就像是依靠硬件的公司。」

毕竟,必须有人给 Atlas 编程序来让它做到这些后空翻动作。SpotMini 需要软件来在这个世界中自主导航。两轮的 Handel 需要精确的控制算法来防止摔倒。波士顿动力在其平台上运行这些算法。

「有很多东西在流动,」莱伯特说。「下一个团队使用大量资源,然后创造他们自己的东西,然后再反馈回来。」

随着时间的推移和跨平台共享的认知核心,波士顿动力已经能够投入精力来打磨它的每一个机器人的专长。在 SpotMini 的案例中,它是关于成为一名挑战性地形导航专家。

佩里说:「当我们在研究 Spot 的应用时,我们非常小心地筛选出我们认为轮式或履带式机器人能做得更好的任务。」SpotMini 非常适合从一个地形过渡到另一个地形的环境。

另一方面,相对结构化的环境,如仓库,往往是轮式机器人的理想场所。当然,杂乱会使这些地方变得混乱,但一般来说,机器人可以依靠平坦光滑的表面滑行。

在这样的环境下,车轮通常比车腿更有效率:手柄充满电后可以运行四个小时,而 SpotMini 则只能运行一个半小时。 Handel 可能会持续更长时间。 莱伯特说,在 Handel 的背部摆动是一种配重以保持平衡,可以容纳更多的电池。

▲在 Handel 的前一次迭代中,是两个手臂,并不是单个真空臂。还要注意的是,大部分重量在躯干上,而新版本中,它的后端有一个摆动配重来平衡。图片来源:Boston Dynamics

此外,人类工作者可以将 Handel 作为一种独特的工具。「它还有一种模式,可以蹲下,你可以手动转动它,」莱伯特说。

需要明确的是,波士顿动力并不打算让 Handel 成为一个特别具备协作性的机器人 —— 它可能独立于人类工作,自主卸载货盘,而人类则负责仓库中的其他任务。至少,计划是这样的。

因此,就感知而言,Handel 稍微简单一点。它有好几个摄像头,一个摄像头用于定位自己,另一个摄像头,用于避开障碍物,还有一个,用来寻找抓起箱子的最佳地点。

另一方面,SpotMini「正试图变得更通用一点,」莱伯特说。「所以,在它身上,我们有很多摄像头用于全方位观察。」

Handel 可以用来堆垛箱子,SpotMini 更广泛地游荡,也许可以用于检查石油和天然气作业,Altas 的命运可能介于两者之间。它的腿允许它在困难的地形上行走,但是它的人形外形可能使它更适合在为人类设计的室内空间中导航。比如,有一天它可能会爬上让 Handel 和 SpotMini 都束手无策的梯子。

但是,多年来我们一直为波士顿动力的硬件能力惊叹,这是一种错觉 —— 可以肯定的是,复杂的机器掩盖了同样复杂的软件。

随着收购 Kinema 系统公司,波士顿动力不仅能够推动其软件方面的发展,而且现在可以出售这个系统,让这个技术用于自己并不生产的仓库机器人。

本文来自 36 氪,作者为尺度,爱范儿经授权发布。

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