為什么有的人執(zhí)著于研究「人形機(jī)器人」遇汞？

在公眾眼中，「人形機(jī)器人」的概念跟終結(jié)者瞧捌、高達(dá)管跺、變形金剛一樣屬于科幻的范疇义黎。但 2015 年的 DARPA 機(jī)器人大賽讓世人認(rèn)清了「人形機(jī)器人」的真正面貌，代表人類最頂尖的機(jī)器人技術(shù)的 22 臺(tái)機(jī)器人用顫顫巍巍的行動(dòng)執(zhí)行著人類眼中再簡單不過的操作豁跑，但最終只有兩臺(tái)機(jī)器人完成了全部的比賽內(nèi)容廉涕，在比賽的過程中，機(jī)器人發(fā)生摔倒艇拍、重啟狐蜕、漏油等故障也是常有的事。

幾個(gè)月后卸夕，波士頓動(dòng)力發(fā)布最新的 Atlas 人形機(jī)器人演示視頻层释，在視頻中 Atlas 可以「穩(wěn)健」地在復(fù)雜地形上行走，并且可以實(shí)現(xiàn)簡單的搬運(yùn)快集、開門贡羔、跌倒爬起等動(dòng)作廉白。似乎 Atlas 將「人形機(jī)器人」的概念與現(xiàn)實(shí)的距離稍稍拉近了一點(diǎn)，但讓人大跌眼鏡的是乖寒，谷歌還是決定出售波士頓動(dòng)力猴蹂，因?yàn)樵摴狙邪l(fā)的機(jī)器人產(chǎn)品太過「理想主義」，離實(shí)際應(yīng)用有距離楣嘁，沒有短期變現(xiàn)的能力磅轻，畢竟理想不能當(dāng)飯吃。

Atlas 能適應(yīng)復(fù)雜地形

不過世上不乏樂意為情懷買單的人马澈，在谷歌做了甩手掌柜之后，日本豐田欣欣然地做了理想的接盤俠弄息，收購了波士頓動(dòng)力痊班。

日本人對(duì)機(jī)器人的研究似乎有著與生俱來的執(zhí)著，日本的機(jī)器人研究史基本上等同于「人形機(jī)器人」的發(fā)展史摹量。自 1967 年起涤伐，日本早稻田大學(xué)「仿人機(jī)器人之父」加藤一郎教授研發(fā)出橡膠人造肌肉機(jī)器人之后，日本人就在仿人機(jī)器人領(lǐng)域孤獨(dú)地前行了半個(gè)世紀(jì)缨称，而本田于 2013 年推出的雙足行走類人機(jī)器人 ASIMO 則代表著「人形機(jī)器人」的最高成就凝果。

最新版的 ASIMO 除了可以行走和模擬人類各種肢體動(dòng)作外，還能預(yù)先設(shè)定動(dòng)作睦尽，根據(jù)人類的聲音器净、手勢(shì)來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，此外当凡，ASIMO 具備了基本的辨識(shí)與記憶能力山害。最讓人印象深刻的是，ASIMO 有一雙靈巧的手沿量，可以擰開杯蓋浪慌，將杯中的液體倒入另外的容器中。與 Atlas 相比朴则，ASIMO 更加全能权纤。

正在擰瓶蓋的 ASIMO 

但對(duì)于雙足機(jī)器人來說，相比于圖像乌妒、語音汹想、手勢(shì)識(shí)別，機(jī)器人兩只腳的運(yùn)動(dòng)以及平衡控制才是最難攻克的技術(shù)壁壘撤蚊。美國科幻作家阿西莫夫在五十年前就有過預(yù)言：兩足運(yùn)動(dòng)的「不平衡控制」是機(jī)器人研究真正的挑戰(zhàn)欧宜。

ASIMO 機(jī)器人采用的是比較通用的 ZMP（Zero Moment Point） 步態(tài)算法。ZMP 依據(jù)的思想是拴魄，使機(jī)器人與地面保持靜止冗茸，在此條件下席镀，只要在支撐多邊形內(nèi)，機(jī)器人就是瞬時(shí)平衡的夏漱，如果整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期都是瞬時(shí)平衡的豪诲，那么機(jī)器人就能達(dá)到長期平衡。從釋出的宣傳視頻能看出挂绰，ASIMO 的步態(tài)相當(dāng)「穩(wěn)健」屎篱，行進(jìn)速度可達(dá)普通人慢走的水平。

Atlas 行走的姿態(tài)比 ASIMO 難看葵蒂，根據(jù)專家分析交播，Atlas 采用步態(tài)算法是 Capturability步態(tài)，外界對(duì)此算法知之甚少践付。不過它和 ZMP 方法完全不同秦士，Capturability 的思想是不停地快速踏步，選擇合適的落腳點(diǎn)永高，保證機(jī)器人的平衡隧土。在復(fù)雜路面上行走時(shí)，Atlas 可以保持身體平衡不摔倒命爬，再行進(jìn)路上碰到障礙物時(shí)曹傀，受阻擋的步態(tài)會(huì)自動(dòng)在下一步更新，規(guī)劃下一步的落腳點(diǎn)饲宛，避開障礙物皆愉。雖說 ASIMO 機(jī)器人比 Atlas 更加全能，但在運(yùn)動(dòng)和平衡的控制上艇抠，Atlas 無出其右亥啦。

ASIMO 與 Atlas 在功能設(shè)計(jì)上有不小的差異，主要是因?yàn)檫@兩款機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景的不同练链。

日本機(jī)器人團(tuán)隊(duì)研發(fā)的機(jī)器人更側(cè)重于民用翔脱，傾向于讓機(jī)器人擁有人類的外形，比如東芝的美女機(jī)器人 Ms.Aiko Chihira媒鼓，仿人機(jī)器人專家的石黑浩的雙胞胎機(jī)器人 Geminoid HI-1届吁。雖然這些超擬人的機(jī)器人會(huì)引發(fā)恐怖谷效應(yīng)，但在醫(yī)療康復(fù)绿鸣、陪伴疚沐、服務(wù)等領(lǐng)域，「人形」是最舒適最自然的人機(jī)交互形態(tài)潮模。ASIMO 機(jī)器人的外表不會(huì)設(shè)計(jì)得像 Atlas 那樣硬核亮蛔，而是設(shè)計(jì)得相當(dāng)友善，通過這種擬人的設(shè)計(jì)方式拉近機(jī)器人與用戶的距離擎厢，減少隔離感究流。要是服務(wù)機(jī)器人長得跟《終結(jié)者》T-600 一個(gè)樣子辣吃，誰能受得了呢？

石黑浩和他的雙胞胎機(jī)器人 Geminoid HI-1

但是 Atlas 不一樣芬探，它從出生起就烙上了軍工的印跡神得。Atlas 的原型是 PETMAN 機(jī)器人，PETMAN 全稱為 Protection Ensemble Test Mannequin偷仿，翻譯成中文就是保護(hù)服裝測(cè)試假人哩簿，目的是用于測(cè)試防護(hù)服在危險(xiǎn)環(huán)境下的防護(hù)作用。包括 Atlas酝静，波士頓動(dòng)力公司的其他機(jī)器人產(chǎn)品节榜，例如大狗 Big Dog，設(shè)計(jì)的目的是用來在戰(zhàn)場(chǎng)中搬運(yùn)物資别智，Atlas 強(qiáng)在運(yùn)動(dòng)控制宗苍，主要也是為了適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)上復(fù)雜多變的環(huán)境。另外亿遂，和 ASIMO 不一樣的是浓若，Atlas 用液壓系統(tǒng)代替電機(jī)渺杉，這就意味著 Atlas 有更加強(qiáng)勁的動(dòng)力來搬運(yùn)更重的物體蛇数。

工程學(xué)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)對(duì)人類有用的東西，無論是 Atlas 還是 ASIMO是越，其設(shè)計(jì)者們不是執(zhí)著于「人形」耳舅，而是執(zhí)著于機(jī)器人可以幫助人類完成的事情。若人類要?jiǎng)?chuàng)造一件在一定程度或者完全替代自己完成工作的工具倚评，那么該工具最適工程原型就是人類本身浦徊。

人類的生活環(huán)境是為了迎合人類的行為模式建造的。臺(tái)階之所以設(shè)計(jì)成現(xiàn)在這種形狀天梧，是因?yàn)檫@樣的形狀適合人類雙足行走盔性，像馬這種四足動(dòng)物上下臺(tái)階就要費(fèi)很大的勁。同理呢岗，對(duì)于采用傳統(tǒng)輪式冕香、履帶式、多足機(jī)器人來講后豫，很難完成上臺(tái)階悉尾、爬梯子等動(dòng)作，但雙足人形機(jī)器人可以很輕松地完成挫酿，同時(shí)也能很好地實(shí)現(xiàn)全地形行走构眯。當(dāng)然，這也要相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展到足夠的高度才能實(shí)現(xiàn)早龟。另外惫霸，足夠高級(jí)的人形機(jī)器人可以十分容易地操控人類的工具猫缭，比如駕駛汽車、飛機(jī)它褪、輪船饵骨，同時(shí)能夠替代人類在危險(xiǎn)區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，比如救災(zāi)搶險(xiǎn)茫打。

1967 年加藤一郎研發(fā)的橡膠人造肌肉機(jī)器人

日本早稻田大學(xué)機(jī)器人專家高西淳夫教授說：「 『人形機(jī)器人』發(fā)展至今已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)居触，但尚未在真正意義上應(yīng)用于社會(huì)，所以在進(jìn)行雙足行走機(jī)器人研究之余老赤，還要傾注精力在真正有助于社會(huì)的技術(shù)開發(fā)工作上轮洋。」其實(shí)抬旺，「人形機(jī)器人」的部分研究成果已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域有所應(yīng)用弊予，高西淳夫教授就曾利用相關(guān)技術(shù)，與東京一家醫(yī)療設(shè)備公司共同開發(fā)醫(yī)療產(chǎn)品开财。

所以汉柒，從「人」的角度來看，人形機(jī)器人的未來有巨大的應(yīng)用潛力责鳍。

在探討「人形機(jī)器人」時(shí)碾褂，很容易陷入倫理和道德的怪圈，歐美深受基督教「造人非上帝不能為之」觀念的影響历葛，對(duì)擬人的自動(dòng)機(jī)器從根本上還存在著抵觸情緒正塌。高西淳夫也曾用日本人特有的中二言論將其提升到哲學(xué)高度：「人形機(jī)器人研究的最大問題是『宿命』，在于人的存在恤溶，如此偉大的人類是我們追求的目標(biāo)乓诽，越想讓機(jī)器人接近人類，就越是痛感永無止境咒程，令人欲罷不能鸠天。」

這種玄而又玄的討論是很難得出什么具體的結(jié)論帐姻，不過稠集，能夠?yàn)槌怨先罕妭兞私獾氖牵?b>如果能再現(xiàn)人類的機(jī)能和運(yùn)動(dòng)，那么從機(jī)器人工學(xué)的角度來看卖宠，就已經(jīng)弄清楚了人類本身巍杈。

相關(guān)活動(dòng)：

2 月 15 日，機(jī)器人設(shè)計(jì)主題分享扛伍，活動(dòng)鏈接筷畦。

分享主題 #1. 帶你看產(chǎn)品設(shè)計(jì)如何贏得億萬級(jí)市場(chǎng)

分享嘉賓：鄒韜，深圳市知行創(chuàng)新工業(yè)設(shè)計(jì)公司創(chuàng)始人，DAP 工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)聯(lián)合創(chuàng)始人鳖宾，『智能制造』簽約作者吼砂。先后供職于長虹集團(tuán)，東亞電子鼎文，香港 Altplus 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)渔肩。

分享主題 #2. 從國際視野看中國產(chǎn)品設(shè)計(jì)

分享嘉賓：朱利安（Julien Gueuning），矩刻（JU & KE）聯(lián)合創(chuàng)始人拇惋。此前曾任職于美國現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)巨星 Karim Rashid 創(chuàng)立的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)周偎，為多家中國企業(yè)服務(wù)；并曾擔(dān)任極具互聯(lián)網(wǎng)屬性和設(shè)計(jì)風(fēng)格的深圳本土品牌 Emie 的首席設(shè)計(jì)師撑帖。

分享主題 #3.緊抓行業(yè)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)點(diǎn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品

劉穎蓉坎，九點(diǎn)整工業(yè)設(shè)計(jì)合伙人。高級(jí)工業(yè)設(shè)計(jì)師胡嘿，有 6 年的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)蛉艾。曾就職于深圳洛可可工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司，擔(dān)任創(chuàng)業(yè)產(chǎn)品經(jīng)理衷敌。