深度丨Atlas,半部人形机器人进步史

原创 AI芯天下 2024-04-24 20:30

·聚焦:人工智能、芯片等行业

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前言
人形机器人产品间的竞争,实质上是各大机器人制造商在人工智能领域的角逐。

然而,Atlas的核心优势并非单纯依赖于人工智能技术,而是基于其独特的视觉识别和行为数据库所构建的认知与预测能力。

相较于依赖AI平台的[具身智能]如Optimus和Figure01等产品,Atlas所依赖的是其背后强大而高效的软件系统。


作者 | 方文三
图片来源 |  网 络 


Atlas机器人液压版[退役],电驱版[上岗]


近日,波士顿动力公司宣布推出全新的电驱机器人,并正式退役了其液压驱动机器人Atlas。


同时,波士顿动力公司在其官方网站和社交媒体平台上发布了电气版Atlas的最新视频,并幽默地附言:[我们保证这不是穿着紧身衣的真人]。


这一重要举措象征着液压驱动技术的领军企业正转向电驱技术,为当前主流的电驱关节技术发展方向带来了积极的影响。


电气版Atlas虽然拥有与人类相似的四肢、头部和躯干,但其所有关节均能实现360度旋转和反扭,使其无明显的正面与反面之分,展示了独特的灵活性。



该人形机器人演示了180度旋转的电驱关节,以及从[平躺]到[直立]的流畅转变,同时还展示了其独特的纯平面[面部]设计。


这也传达了波士顿动力对人形机器人的理解:构建人形机器人并不需要使机器人尽可能像人。


据IEEE相关报道,该项目经过多年的精心研发,现已逐步进入成熟和实际应用阶段。


波士顿动力公司计划将其率先部署于工厂,以推动工业自动化的发展。


波士顿动力这次特别强调了[实验室、工厂和的日常生活]这些使用场景。


这意味着,波士顿动力正在向主流的纯电动人形机器人靠拢,为接下来大规模商业化做铺垫。


波士顿动力公司CEO罗伯特·普莱表示,公司目前的时间表是,电动Atlas将于明年初在现代工厂开始进行试点测试,并在几年后全面投产。



难产的液压技术,商业化的失败

波士顿动力当初选择液压技术主要是出于其力矩输出的优势,以实现更高级别的动态控制。


然而,随着电机技术的进步和电驱动系统整体优势的凸显,液压技术在机器人领域的应用逐渐受到限制。


与Atlas不同,当前主流的机器人,包括特斯拉推出的Optimus,均采用了电驱动技术。


虽然液压技术在运动性能方面具有显著优势,但波士顿动力在商业化的尝试中遭遇失败,这反映出液压技术已无法满足现代机器人的需求。


液压技术的首要问题是其高昂的成本。液压系统的构建需要大量的零部件,并对这些零部件的加工精度提出了极高的要求。


Atlas的制造过程中遭遇了许多挑战,主要集中在高昂的加工成本和缺乏专用的机器人元件等方面。


据专业机构估算,由于尚未实现平台化生产,Atlas的定制成本高达200万美元。



相比之下,Optimus的成本仅为10万美元,并且在智能程度和话题性上逐渐超越了Atlas。


与电驱动系统相比,液压技术在多个方面均显得逊色。


电驱动系统不仅能源效率更高,控制精度和响应速度也更为优越,同时整体成本相对较低。


此外,电驱动系统在安全性和可靠性方面也表现出色。


虽然液压系统在力量输出方面具有优势,但综合考虑实际生产中的各种因素,电驱动机器人取代液压机器人已成为不可逆转的趋势。



Atlas机器人=半部人形机器人进化史


波士顿动力公司的人形机器人Atlas可追溯到美国国防高级研究计划局(DARPA)所主导的一项名为PETMAN(保护整体测试模型)的项目。


该项目于2009年获得媒体关注,作为价值2630万美元的陆军合同的一部分,PETMAN旨在开发首个能像真人一样动态移动的拟人机器人。


此次成功激发了波士顿动力开发者的热情,于是在2013年,公司正式推出了人形机器人Atlas。


自那时起,波士顿动力公司每隔约六个月就会发布一段新的Atlas视频,展示机器人在奔跑、跳跃、跳舞或跑酷等方面的卓越表现。


Atlas机器人展现了双足机器人卓越的平衡能力,尽管在某些极端情况下会失去平衡,但它总能以优雅的方式摔倒,从而避免机体受损。



2014年,Atlas机器人成功展示了单腿站立并保持平衡的能力。


2015年1月,波士顿动力公司对Atlas进行了重新设计,使其未来感提升了75%。


新版Atlas完全依靠电池供电,无需安全绳即可直立。


此外,还配备了新配电板、运动范围更广的新手臂和前臂,以及更安静的新压力泵,使得用户可以在没有听力保护的情况下操作Atlas。


2016年12月,佛罗里达人类与机器认知研究所(IMHC)对Atlas进行了进一步升级,采用了新的控制算法,解决了Atlas在不平坦地形上行走的问题。


新算法使Atlas能够在走过散落的煤渣块时保持平衡,通过动态测试地形并调整脚部位置和重量分布以避免跌倒。


2017年11月,波士顿动力公司的Atlas成功完成了后空翻动作。视频中,Atlas展示了体操动作,其笔直跳跃和稳定能力令人印象深刻。


至2019年,新一代的Atlas已经能够完成高难度的体操动作。这款人形机器人已经能够执行一些以往只有人类才能完成的任务,如移动盒子和后空翻等。


截至今年2月,波士顿动力公司仍在不断展示Atlas的新功能,并在一些视频中展示了Atlas为实用化所做的准备。


在动态性能方面,液压驱动的Atlas无疑是当前的佼佼者。即使到现在,仍然没有其他机器人能够超越其在动态性能方面的表现。



结尾:


波士顿动力公司的发展变革,实则是人形机器人产业的重要转折点。


这一变革标志着人形机器人从单纯模仿人类形态与功能的阶段,跃升至在人工智能时代扮演关键角色的重要硬件平台——即[具身智能]。


这一转变不仅体现了技术的突破与创新,更昭示了人形机器人在未来智能化社会中的重要地位与价值。


部分资料参考:中信证券研究:《波士顿动力发布电驱机器人,板块有望上行》,21世纪经济报道:《为了[进厂打工],机器人大佬颠覆自我》,镁客网:《人形机器人[网红鼻祖],倒在了量产前夕》,甲子光年:《波士顿动力推出全新Atlas:人形机器人并不一定要像人》,机器之心:《再见!波士顿动力人形机器人Atlas》,ROBOSIGHT创见机器人:《Atlas的退役与重生:给具身智能的启示》,乌鸦智能说:《从液压Atlas到电动Atlas,人形机器人的拐点时刻》

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