2021年8月中旬的AI Day上,,馬斯克宣傳要做特斯拉人形機(jī)器人:擎天柱(Tesla Bot):
10月1日,,特斯拉在加州帕羅奧圖舉辦了2022 AI Day活動(dòng),,人形機(jī)器人擎天柱Optimus原型機(jī)正式亮相。
不同于去年概念PPT上光滑圓潤的外形,,今年的擎天柱金屬與線纜裸露在外?,F(xiàn)場這臺(tái)擎天柱,展示了穩(wěn)步行走,、轉(zhuǎn)體俯身,、揮手與臺(tái)下觀眾打招呼。
要知道,,這可是它首次實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立行走,。
隨后,更接近最終產(chǎn)品的“帶皮膚”機(jī)器人也被搬了上來(這臺(tái)還要幾周時(shí)間才能才能下地走路),。
隨后的 Demo 視頻中特斯拉展示了機(jī)器人搬運(yùn)箱子,,給花澆水,在特斯拉超級(jí)工廠里工作的畫面,。機(jī)器人導(dǎo)航用的 Autopilot 系統(tǒng)和特斯拉汽車上的是類似的系統(tǒng),。
送快遞:
澆花:
在汽車工廠也能有模有樣地搬磚:
它目前還不能完全達(dá)到我們的設(shè)想,不過馬斯克認(rèn)為「再過幾周」問題就不大了,??紤]到這個(gè)機(jī)器人設(shè)計(jì)出來只用了半年,未來成型的樣子還是可期的,。
現(xiàn)場,,研究人員稱,初次亮相的只是一款概念機(jī),,到今年AI日已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第二次迭代,,實(shí)物圖也與概念圖進(jìn)一步貼近。
馬斯克稱,,「擎天柱」產(chǎn)量預(yù)計(jì)可以達(dá)到數(shù)百萬臺(tái),,要比汽車便宜得多,不到2萬美金(142320元)即可擁有,。
看到這里,,不知道大家再對比一下小米的人形機(jī)器人鐵蛋,是不是對鐵蛋不再那么苛責(zé)了:
接下來就進(jìn)入正題環(huán)節(jié)了,,擎天柱背后都有哪些技術(shù)加持,?
人形機(jī)器人主要有人機(jī)交互,、環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)控制這三大核心技術(shù),。特斯拉智能汽車≈自動(dòng)駕駛+輪式機(jī)器人——電動(dòng)車自動(dòng)駕駛賦能Optimus人機(jī)交互,、環(huán)境感知相關(guān)技術(shù),背后是傳感器方案,、FSD芯片及核心算法平臺(tái)等,;
例如特斯拉機(jī)器人使用了單顆特斯拉自研SoC芯片,不同于特斯拉在汽車上使用的雙芯片自動(dòng)駕駛方案,。
再如,,為了保護(hù)機(jī)器人,研發(fā)人員對其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化,,在人形機(jī)器人摔倒時(shí)不會(huì)把變速器和胳膊弄壞,就可以將這一技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人之上,。畢竟一臺(tái)機(jī)器人的維修成本很高,。
研發(fā)人員還采用了與汽車相同的底層技術(shù),讓機(jī)器人在所有組件中產(chǎn)生壓力,,使得其行走控制變得更加容易,,也不會(huì)那么僵硬。
“擎天柱”的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器共有6種,,包括三種不同規(guī)格的舵機(jī),、三種不同規(guī)格類似重量秤一樣的牽引執(zhí)行器等。
在極限范圍內(nèi)進(jìn)行測試,,其關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器抬起一架半噸重的鋼琴,,這也是人形機(jī)器人必須具備的功能。
但從“輪式機(jī)器人”到高達(dá)40個(gè)自由度(關(guān)節(jié))的人形機(jī)器人,,機(jī)電硬件(主要是電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器+減速機(jī)),、運(yùn)動(dòng)軟件算法待突破&迭代。根據(jù)專業(yè)人士的分析,,具體來說:
1,、下肢運(yùn)動(dòng)
馬斯克選擇自主研制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的思路是合理的,也是特斯拉公司的強(qiáng)項(xiàng),。但是從驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)到下肢運(yùn)動(dòng)能力,,特斯拉機(jī)器人還是相對落后,阿西莫機(jī)器人在平衡運(yùn)動(dòng)能力和波士頓動(dòng)力的超強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力顯然更為先進(jìn),。
研發(fā)人員將人類的膝蓋和其運(yùn)動(dòng)過程中所受的力線性化,,從而學(xué)習(xí)如何讓機(jī)器人膝蓋使用更少的力來構(gòu)建,讓其能實(shí)現(xiàn)更好的力度控制,,并讓相關(guān)結(jié)構(gòu)緊密的包裹在膝蓋周圍,。
在執(zhí)行器的具體配置上,,針對不同載荷和運(yùn)動(dòng)精細(xì)程度的要求,采用了不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和軸承裝備方案,。
比如左側(cè)的交叉滾子軸承,,右側(cè)的四點(diǎn)接觸軸承和球軸承等。
另外,,機(jī)器人能源的電池技術(shù)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)合也是特斯拉的優(yōu)勢,。“擎天柱”身體中間有2.3kWh的電池組能支持人形機(jī)器人工作一整天,。這個(gè)電池組的獨(dú)特之處在于,,它把所有的電池電子都集成到了一起,傳感器融合電荷管理等,,利用汽車和機(jī)能源產(chǎn)品將其融合到一起,。這也是特斯拉流線型制造的高效之處。
2,、上肢操作
特斯拉機(jī)器人的仿人手設(shè)計(jì)應(yīng)該說很常規(guī),。6個(gè)主動(dòng)自由度,11個(gè)關(guān)節(jié)自由度,。宣傳說既可以完成大口徑物體抓取,,同時(shí)也能滿足抓取精巧物體的需求,并搭載了能夠驅(qū)動(dòng)手指并進(jìn)行感知的傳感器,,但是也沒有給出更具體的技術(shù)參數(shù),。
從上肢操作展示看,能力應(yīng)該很普通,。并且上肢手臂操作中重要的末端腕力傳感器和觸覺傳感器,,從宣講會(huì)看,馬斯克團(tuán)隊(duì)還沒開始考慮,。
3,、智能程度
(1)智能感知
特斯拉公司利用計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別高頻特征,,讓人形機(jī)器人能夠快速找到最近的充電站,。目前只是具備了一定的視覺感知能力。
在軟硬件配置上,,特斯拉汽車和機(jī)器人采用了同款視覺感知,。Tesla Bot 的導(dǎo)航系統(tǒng)就是一個(gè)很有意思的3D路徑導(dǎo)航。
開發(fā)人員強(qiáng)調(diào),,特斯拉機(jī)器人的AI技術(shù)跟FSD是同源的,!也就是說它會(huì)自己識(shí)別環(huán)境,自己找到需要的東西,,并自己做要做的事,。
特斯拉機(jī)器人還支持室內(nèi)路徑規(guī)劃,,不僅會(huì)走路,還會(huì)像人一樣走路,,還能通過視覺識(shí)別判斷物體,。
(2)智能交互
在宣講后的記者交流會(huì)上,,也有問及是否考慮集成自然語言交互技術(shù),,馬斯克也說到未來會(huì)考慮這方面。至少目前Optimus機(jī)器人狀態(tài)還不算有智能交互的能力,。
?。?)智能操作
Optimus機(jī)器人為能快速實(shí)現(xiàn)擬人操作,設(shè)計(jì)了基于穿戴式示教的操作學(xué)習(xí)方法,。通過捕獲人體操作的關(guān)鍵幀,,并將其映射到機(jī)器人上,以此解決機(jī)器人在抓取物體時(shí)手應(yīng)該放在哪里,,如何進(jìn)行搬運(yùn)放置等操作,。
對于特斯拉人形機(jī)器人,有很多觀點(diǎn)值得我們思考
小米高級(jí)硬件工程師任賾宇:一年的時(shí)間Tesla做到今天Optimus原型機(jī)的程度,,我覺得從工程技術(shù)上是非常硬核的,,給Tesla的各位工程師們點(diǎn)贊,,尤其在靈巧手,、腰部自由度、硬件仿真平臺(tái),、雙目視覺等都在有限時(shí)間內(nèi)做得非常出色,。
沒有什么新的工程技術(shù)是可以在1-2年一蹴而就的(不要高估技術(shù)),但如果把戰(zhàn)線拉長到10-15年,,那可能就會(huì)帶來翻天覆地的變化(不要低估技術(shù)),。
追覓CEO俞浩:馬斯克發(fā)布機(jī)器人的意義不在擬人性,擬態(tài)不重要,。重要的是有沒有一個(gè)通用機(jī)器人,,能放到生產(chǎn)、生活方方面面,。
這個(gè)觀點(diǎn)小編還是認(rèn)同的,,這讓我想起了波士頓動(dòng)力的雙輪機(jī)器人Handle:
雙輪機(jī)器人Handle在2017年發(fā)布時(shí),它的縱身一跳,,驚艷了所有人,,我們當(dāng)時(shí)稱呼它為暴跳機(jī)器人。
Handle最終要與市場接觸,,隨著應(yīng)用的探索,,Handle改變成了上面的樣子,。最終,波士頓與合同物流服務(wù)商 DHL共同合作,,雙輪機(jī)器人Handle變成了Stretch 機(jī)器人,,成功商用:
而大家所熟悉的波士頓動(dòng)力(Boston Dynamics Institute)的Atlas機(jī)器人由于很難找到成熟的市場落地場景,東家也是幾經(jīng)易主,,至今還很燒錢,。
當(dāng)前,人形機(jī)器人行業(yè)發(fā)展面臨核心技術(shù)發(fā)展不成熟,、產(chǎn)品成本高,、應(yīng)用場景落地難等問題,距離商業(yè)化還有很長一段距離,。
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