拆解电动Atlas全身“器官”, 人形机器人迈向应用元年?

产业象限2024-04-21 09:53:54  87

图片|Photo by Boston Dynamics

?产业象限原创

作者丨钱江

编辑丨山茶

液压Atlas退役,电动Atlas上线,背后是波士顿动力人形机器人迈向应用的决心。

这些年,人形机器人赛道很热闹,但人形机器人厂商一直在“作秀”和“应用”之间徘徊。

很多人形机器人公司发布的视频看似很酷,但对替代劳动力到底有多大价值依旧存疑,比如液压版Atlas曾在多个桌子之间“上蹿下跳”,宇树H1可以协调四肢舞蹈,英伟达GTC大会上迪士尼机器人和黄仁勋互动。

但2024年,我们观察到一个比较好的现象,人形机器人公司展示的Demo开始“掌握”了一些更为实用的技能,比如斯坦福大学ALOHA可以炒菜,Figure01可以制作咖啡“拉花”,Optimus Gen 2可以通过远程操控学会“叠衣服”。

虽然人形机器人距离“有用”还有一段距离,但产品Demo演示方向的转变,预示着人形机器人公司也从“作秀”转向对实际应用的探索。

数月前,液压版Atlas展现出搬运“大件”的应用能力。这款机器人走路浑身会发出“嗡嗡”声,身后背着一个类似“农药机”的大盒子,看上去十分彪悍。它可以灵活地走到物体面前,熟练地用三根手指举起大号支柱。

▲图源:YouTube截图

液压Atlas的“彪悍”是存在于骨子里的,从诞生之日起,它血液里就流淌着服务于军方的基因,它的进化之路也和人类军人一样,经过各种磨练。2009年,Atlas前身Petman原型机亮相,它的职责是为美军实验防护服装,当时还只会摇摇晃晃地在履带上行走;2013年,Atlas开始初具人形,它的出场方式是在碎石上踉跄行走;在之后的几年里,Atlas一边学习搬运重物,一边遭受手持“皮尺”的工作人员的“敲打”来辅助稳定性。

虽然电动Atlas从一个安静睡着的状态到起身的过程里,让人看着有点毛骨悚然,就像恐怖片里的行尸起立一样,但它站起来后的样子显得更加灵巧安静。

▲图源:YouTube截图

电动Atlas一出,它的关节灵活得令人发怵,因此不少人认为它并不像人,并认为波士顿动力的转换策略,传递的是“人形机器人可以不必像人”。但实际上,波士顿动力这波改造行为的本质,还是希望能造出更贴近人类的机器人。毕竟,要人类和一个具备另类长相的物种一起工作,是一件有点困难的事情。

但电动Atlas是否能做得比液压Atlas更好,依旧充满疑问,毕竟除了26秒的视频,波士顿动力没有透露任何关于这款机器人的数据。

解剖Atlas全身“器官”,未来应用几何?

波士顿动力做电动Atlas,目的之一是希望尽快实现商业化,那么,电动Atlas到底能做什么?

波士顿动力创始人Marc Raibert在最近的访谈中,提到了一些电动Atlas的应用愿景,“这是我们近15年努力开发人形机器人的最新一代产品,我们将把它作为一个产品推出,目标是工业应用、物流和比你看到的Stretch更加多样化的地方——具有复杂几何形状的重型物体环境,可能是在制造类型的环境中。”

我们可以反复观看电动Atlas这张静态图,来拆解电动Atlas的身躯,看它是否符合Marc Raibert的期待。

从躺着的电动Atlas静态图上,我们可以看出一些端倪。

▲图源:YouTube截图

先将关注点放在Atlas的臀部和双腿上。按照惯常思维,双腿的膝盖要么朝向前,甚至朝向后,但电动Atlas平躺时的双腿膝盖却向左右两个侧面凸出,随后在电动Atlas起身后做的翻转运动中,可以看出这般造型的用意,它的双腿可以跟随臀部的关节,灵活转动,方便整个躯干灵活切换“前”与“后”。

▲图源:YouTube截图

设想电动Atlas双手正在搬运一个工具箱,如果是普通的机器人或者人,搬起箱子之后需要双脚转动180度,才能继续走向身后的目的地。如果身处一个狭小的仓库,为了成功“转身”,就必须给机器人的双腿运动预留一个“转身”空间,而电动Atlas只需要转动关节就能完成整个搬运过程,在有限的空间里,电动Atlas可以“倒退”着出去,再完成一个漂亮的翻转。

再来看看波士顿动力Atlas的手指部分。

液压Atlas拥有3根手指,包含2个关节,在抓握大支柱的视频中表现十分顺畅。

▲图源:YouTube截图

仔细看一下电动Atlas的手指,和液压Atlas几乎长得一样,三指夹具、双关节,在液压Atlas曾经的展示视频中,这样的关节适用于机械夹具,可以在工业场景中得到顺畅地应用,但我们很难想象这样的双手去叠衣服或做菜。

▲图源:YouTube截图

这样的手指并不符合人类的五指习惯,这意味着波士顿动力可能扩大使用范围,Atlas可能不在人类正常运动范围工作。

从腿部和手部的设计来看,电动Atlas非常适合在工业化场景中工作。除了四肢,另一个备受关注的便是电动Atlas的头部。看看它的头,如果你一动不动地盯着它发光的面庞,可能会产生它正在盯着自己的错觉,看到这幅景象,有没有想起什么熟悉的画面?

▲图源:YouTube截图

没错,皮克斯的电灯,它是皮克斯的经典开头,看这只电灯的“回眸一笑”,是不是和电动Atlas的“凝视”无比相似?虽然没有五官,却总觉得这张“脸”自带情愫。

▲图源:皮克斯电影截图

波士顿创始人Marc Raibert在设计Atlas的头部时,并不希望它有类似人类的面孔,因为这会触发“恐怖谷”效应,可能有点反乌托邦。Marc Raibert觉得对于一个人形机器人来说,只要能保持与人类基本的交流即可,几十年前让人人都喜爱的“皮克斯电灯”给了他灵感。

再放大画面仔细看,电动Atlas里面至少内置了3个摄像头。

▲图源:YouTube截图

它的头顶还自带了一根天线,虽然没有任何资料表明这根天线的作用,但根据YouTube上的一位博主分析《Boston Dynamics Bot STRIKES BACK--Terminator Style!》来看,这根天线的作用可能是RFI(Request for Information ),它是一个信息接收器,当电动Atlas在工厂工作的时候,可能需要与其它电子设备之间产生信息连接。

▲图源:YouTube截图

也许酷似皮克斯灯的那一面,并非电动Atlas的正脸,背后还有一张“荧光脸”,看上面这张图,侧脸有一个充满小孔的聚集地,看起来像是一个散热设备,由此猜测,电动Atlas的头部内里可能存在着除摄像头之外的运转设备。

再来看电动Atlas画面尾声的一个彩蛋:001.

这串数字或许验证了波士顿动力放弃液压,转向电动人形机器人的终极目标——实现人形机器人的量产和商业化,既然有“001”可能就有“002”,看背后预留的数字空间,至少可以放得下三位数字,最高能到达“999”。

▲图源:YouTube截图

但是,电动Atlas或许还要在实验室停留一段时间,才能迎来“002”,它还需要证明自己的价值。

电动Atlas,一定比液压更好吗?

和人类要吃饭才有力气劳动一样,人形机器人劳作也需要有能量。液压和电动,是为人形机器人提供续航的主要方式。

液压系统使得Atlas能够执行高难度的动作,如跳跃、翻滚、爬行和搬运重物。这种类型的动力系统非常适合需要极高力量和速度的应用,虽然液压系统可能较重且需要较多维护,但在执行极端任务时,它们提供的力量和灵活性是其他系统难以匹敌的。

Atlas的驱动方式一旦从液压变成电动,整个能源驱动系统就彻底发生变化了。在这种情况下,电动Atlas想要完成液压Atlas的一系列动作,会面临非常大的挑战。

从补能速度和能源密度角度来看,液压具备更强的优势,只需要给Atlas加油,它就能重新获得能量。而电动驱动模式下,依靠的是电池技术,考验的是充电效率和续航能力。

虽然电动Atlas没有公布它的电池技术和续航能力,但可以通过其它人形机器人来了解目前的行业大概水平。

Optimus Gen 2采用的是特斯拉汽车2.3 kWh电池组,虽然特斯拉官方表示,这一电池组能够维持Optimus Gen 2一整天的工作,但很多报道引用的媒体测算数据显示,其续航时间在1.5小时-2小时区间。

2024年的网红机器人Figure01续航时间5小时,优必选Walker X装的是可拆卸电池,根据其官网显示综合充电需2小时,可续航时间也是2小时。

宇树H1官网显示其电池容量864Wh,宇树创始人王兴兴曾公开表示,H1的续航时间也在2小时左右。

总体来看,目前主流机器人的驱动方式采用的都是电动续航模式,续航时间大体在2小时-5小时区间。

但不同人形机器人需要处理的任务不一样,虽然“吃”进去的电力保证的续航时间差别不大,但它们各自的能耗不尽相同。特斯拉Optimus在静坐和快走时分别消耗100W和500W电力;优必选Walker主要使用场景在家庭,比如操控吸尘器、冰箱、咖啡机等。

与它们相比,电动Atlas主要在工业场景下使用,它的“力气活儿”可能会更重。如果按照主流人形机器人电池的续航能力,不论在补能充电还是在续航上,电动Atlas都很难复制液压Atlas的高难度动作,可能跳跃几下就要“歇火”了。

从波士顿动力创始人Marc Raibert的观点来看,电动Atlas的设计,注定它不必做和液压Atlas一样的重量级任务,Marc Raibert表示他的目标是“最早于明年在现代汽车集团的工厂进行技术测试证明”,比如安装车灯、搬运箱子、开关车门等,成为汽车制造厂里游走的机器人“工友”。

这类轻量级任务也许并不会快速消耗电动Atlas的电量。

结语

做人形机器人这件“大玩具”是一件熬人的事情,它的研发周期漫长,投入应用生产和商业化需要克服供应链、技术等种种困难,注定是一件要耐得住寂寞又十分烧钱的事情,在很长时间内都难以获得正向的投入产出比。

可能正因如此,波士顿动力在7年期间,历经3次易主,几乎每隔四五年,都要走一遍“卖身”流程。

2013年,波士顿动力被Google的母公司Alphabet Inc.收购,这次收购是Google尝试扩展其技术领域到机器人技术的一部分。2017年,Alphabet决定将波士顿动力出售给软银集团,Alphabet的这一决策可能是因为公司战略调整,将重心转移到了其它技术领域,例如人工智能和云计算。2022年,软银将波士顿动力出售给韩国的现代汽车集团。

从整个收购路线来看,每一个公司的收购目的都有所不同,在波士顿动力3次被收购的节点里,它分别踩中了技术研发型公司(谷歌)、商业目标型机构(软银)和应用生产类企业(现代集团)。

谷歌因为战略调整而放弃了波士顿动力,孙正义是一位商人需要看到投入产出比,而现代汽车更重视机器人对劳动力的改造。从这个逻辑来看,波士顿动力转型做电动Atlas,与现代汽车的策略不谋而合。

当“001”号电动Atlas迎来002、003甚至100号“工友”,波士顿动力将会给漫长的商业化之路画上一个圆满的句号。

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