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      2 萬美元的機器人,馬斯克想 3 年內就「量產」

      摘要

      Optimus 離完美還差太遠,但是特斯拉做機器人的決心不容忽視。

      記者 | 陳晨

      編輯 | 靖宇

       

      「像往常一樣,這次也只有很少人會相信 Optimus 的潛力?!?/p>

      北美時間 9 月 30 日舉行的特斯拉 AI Day 上,在開場展示了略顯簡陋的人形機器人原型機后,一貫自信的馬斯克也不禁調侃。

      馬斯克簡單開場后,今年二月完成研發的 Optimus 一代原型機慢慢走過分開的屏幕、向現場觀眾招了招手后,「滑了」一個圓弧轉身背向觀眾,走回屏幕后。

      雖然動作還顯生硬,但是馬斯克和團隊透露,臺上這次「亮相」,是 Optimus 原型機第一次在不使用安全線纜的情況下正常步行,「很擔心它向前來一個馬趴?!?/p>

      隨后,被三位工作人員推出來的最新版本 Optimus,雖然胸腔里的零部件被包裹了起來,但卻被固定在支架上,并沒有自主直立行走,不過它雖然被固定在「架子」上,還是做了一個類似「蛙跳」的動作。

      特斯拉 AI Day 上展示的一代原型機 | 來源:特斯拉

      早在去年公布了要造人形機器人后,媒體和業界都對特斯拉的「擎天柱」Optimus 寄予厚望,投行和分析機構更是已經大肆發布相關行業報告。不得不說,今天馬斯克展示給大家的原型機,并沒有太多「驚喜」。

      甚至有網友在直播論壇中評價:這和小米的機器人有啥區別?

      馬斯克在發布會上透露,未來 Optimus 的定價將在 2 萬美元以下——甚至比一臺特斯拉電動車更便宜。

      是什么給了馬斯克自信,讓他相信,目前仍「步履蹣跚」的 Optimus,將在未來量產數百萬臺,并對經濟和人類社會產生深遠影響?

      更「苗條」的機器人

      此次發布會上展示的特斯拉原型機器人身高 5 英寸 8 英尺(173cm 左右),體重 73kg,在體重上,跟之前他們說的 57kg 相比還是重了不少。

      去年特斯拉公布各項參數以后,更「苗條」一度是業內最期待的部分之一。因為更小的體重身高比,意味著內部電機等零部件的輕量化,以及在裝配上的高度集成。

      在特斯拉原型機發布之前,優必選人形機器人創新中心負責人付春江曾經告訴極客公園,「特斯拉在電機方面有非常多的專利,它的舵機功率密度在體積受限的情況下,可能有一個比較好的向上的提升?!?/p>

      雖然沒有達成之前的許諾,但跟現在業內其他的人形機器人相比,還是有一些進步的。作為參照,波士頓動力的 Altas 體重 75Kg 左右,身高 1.5 米,國內機器人公司優必選的 Walker X 體重 63kg,身高 130cm。

      特斯拉人形機器人整機參數 | 來源:特斯拉

      不過 Tesla bot 更纖細的身材,一定程度上建立在更有限的自由度上。

      此前馬斯克宣稱 Optimus 將配備 40 個機電執行器,也就是有 40 個可以活動的關節,不過這次展示的原型,只有跟波士頓動力 Atlas 一樣的 28 個自由度。

      付春江曾告訴極客公園,「40 個是處理正常走跑還有手部操作最少的一種選擇,是為造一個通用型機器人設計的……再少的話,手部或者手臂的自由度就會有相對的削減?!?/p>

      特斯拉技術人員在發布會上解釋說,人類有很多的關節能很好地完成很多的工作,但機器人擁有這么多的自由度,并不十分必要。研究團隊將 Optimus 的自由度降低到了最低限度的 28 個。

      電機等元器件的減少,能讓特斯拉人形機器人在外形上更「苗條」,不過此舉最大的意圖,更有可能是為了降低功耗。

      去年七月,雙足機器人 Cassie 在中途不充電的條件下,完成了 5 公里的戶外長跑,用時約 53 分鐘。這對機器人行業來說,是一個令人興奮的突破,此前還沒有機器人能完成這么長時間的奔跑。

      在這 5 公里長跑中,Cassie 摔倒了兩次,一次是計算導致「大腦」過熱,另一次人類操作者失誤以致轉彎過快。這也意味著,即使機器人由人類操作,計算過程所產生的熱量就足以讓機器停止運作,更不用提一個自主運動的機器人所產生的高功耗了。

      Optimus 軀干部分有一個高度集成的電池組 | 來源:特斯拉

      除了盡量減少機電執行器、傳感器,特斯拉還將傳感器、電池以及冷卻系統都集成到了軀干部分,以降低機器人的整體功耗。

      高度集成的電池組容量為 2.3kwh,團隊研究人員稱,這樣的電池組可以支持人形機器人工作整整一天。這樣的集成化設計,也是來源于特斯拉從新能源汽車上積累的技術與經驗。

      Optimus 的 28 個自由度,其實把「靈活的手」排除在外。

      手的設計作為單獨的一個章節,足以看出特斯拉對它的重視,團隊希望機器手未來可以抓取小的、薄的東西。只是這款有 11 個自由度、可以直接由手指驅動的機器手,還沒有太多可以直接實機展示的地方。

      自動駕駛,從輪子到雙足

      一個產品在設計之前,首先就需要考慮場景和落地的問題,特斯拉的人形機器人,到底能干什么?

      在現場放出的演示視頻里,原型機展示了三個工作場景,分別是在工廠中搬運箱子,給公司員工送快遞、給植物澆水,以及較為精細的手部操作——移動金屬條。機器人需要完成的操作包括,對物體的識別、行進、以及拿起放下。

      「這與我們處理自動駕駛數據的過程相同」,在提到機器人對物體的識別時,一位研究人員介紹說。

      人形機器人這么多年的研發以及落地商用的進程中,一個很重要的限制條件是通用型 AI 的發展。即使硬件技術發展到了較高水平,缺乏軟件算法調教的機器人,也往往會空有人形。馬斯克也在發布會上指出了現有人形機器人的缺點——沒有智能、還很貴。

      Optimus 行走進度表|特斯拉

      對于特斯拉入局人形機器人這件事情,很多人感到興奮的點是:特斯拉可能會走出「堆硬件做局部優化」的路徑,從通用 AI 上入手解決問題。

      特斯拉全自動駕駛系統 FSD,也確實在人形機器人的研制上發揮了作用。上周馬斯克曾說,Optimus 將由 Autopilot 團隊開發的人工智能控制。

      Optimus 采用了跟特斯拉電動車相同的感知與計算單元,其中包括自研的芯片,以及三個自動輔助駕駛攝像頭。它還直接從自動駕駛系統中,嫁接了計算機視覺神經網絡。

      這套視覺神經網絡,能夠做車周環境的渲染與簡單建模,也能識別汽車攝像頭攝錄的圖像流中,那些高頻以及關鍵特征點。這些模型和關鍵點,能夠幫助汽車識別以及預測環境中其他物體的狀態,更好地導航。

      在視覺導航、路徑記憶以及規劃上,同樣技術也能為人形機器人賦能。

      Optimus 對場景的實時建模以及對關鍵物體的識別 | 來源:特斯拉

      「我們已經將機器人集成到自動駕駛模擬器里」,團隊內的一個成員說。不過他們也提到,汽車與機器人面臨的環境有很大的不同,遷移并不簡單,他們需要采集新場景中的訓練數據,訓練局部運動等新的算法模型。

      在工廠場景中,特斯拉人形機器人已經取得了不錯的成績,他們透露:工廠中的運動規劃很完善,機器人已經部署到工廠中去了。

      在發布會上,Optimus 團隊人員還介紹說,他們將電動車碰撞安全測試的預測模型,也用到了人形機器人上,用來預測機器人在各種姿態下,是否會摔倒,以及摔倒后機器人各部分可能的受損情況。在跌倒、碰撞等狀況下,機器人將最大程度優先保障「大腦」安全,其次是軀干電池組的安全。

      站立以及行走的穩定性一直是雙足機器人的技術難點,也是關乎到是否能商業落地十分重要的一個因素,畢竟誰也不想買一個在端菜送菜時都會不時摔倒的機器人。

      機器人原型的行走速度很慢,遠未達到特斯拉之前所說的 8km/h,不過就像付春江介紹的那樣,自動駕駛對實時性的要求很高,這套框架放到人形機器人上有冗余。特斯拉在自動駕駛上積累的各項能力,很可能會在人形機器人上,找到重新發揮作用的空間。

      做機器人,他是認真的

      「你編寫的代碼將在全球數百萬個人形機器人上運行」,「我們歡迎你的參與」。

      不只是馬斯克,Optimus 的團隊成員在介紹人形機器人的相關技術時,幾乎都會呼吁更多的人才參與到他們的工作中去。一些人調侃,這是一場像發布會的招聘會。

      特斯拉正在大肆招聘人形機器人的工作人員,據路透社介紹,特斯拉機器人大約有 20 個職位空缺,其中包括設計「執行器」這種關鍵部件的職位。

      特斯拉對人形機器人的態度認真了,同時,特斯拉現有的專業力量和技術能力可能還不夠。

      「自動駕駛都還不像人們想象那么容易,某種程度上,人形機器人也是如此」,NASA 的 Dexterous Robotics 團隊負責人肖恩·阿茲米(Shaun Azimi)說。

      對于特斯拉現在推出人形機器人,一些業內專業人士推測,他們現在更多的是為了采集數據,做人工智能和神經網絡的訓練。

      在今年一月份特斯拉的財報電話會議上,馬斯克說:「我認為,隨著時間的推移,這有可能比汽車業務更重要?!顾f的更重要的業務,正是特斯拉人形機器人。此前他們還說過,特斯拉人形機器人可能在 2023 年開始量產。

      從他們發布的原型上看,特斯拉確實有量產上的考慮,他們從不同的電機數據中找共性,減少電機的種類,這樣能降低機器人批量生產的成本。Optimus 公布的全身 28 個電機中,也只有 6 種不同的設計。

      人形機器人執行器構型 | 來源:特斯拉

      不過來自同行的質疑也不少,波士頓動力曾直接開懟:「波士頓動力公司已經在機器人及其雙足運動上有著十多年的積累,但阿特拉斯(Atlas 波士頓動力的網紅機器人)依然有著類似絆倒等錯誤,零件也局限了商業化,可見馬斯克認為他可以在一年內超越我們的工作是多么可笑?!?/span>

      富春江認為,特斯拉在機器人研發和制造上,有一些獨特優勢:

      特斯拉規模大投入大,也更有可能招募到更多開發人員,在增加算力、增加動作多樣性上進展可能快一些。

      在材料方面,馬斯克也搞衛星、火箭,他們有航空航天上積累的優勢。

      在汽車制造上,特斯拉把芯片、算法,通過平臺化的方法大大簡化,積累了開發、簡化平臺的能力。

      斯拉制造汽車時專門造了非常大型的沖壓機,人形機器人有五六千個零部件,未來也可能通過一體化的方式加快生產制造,這是他們在制造工具上的優勢。

      Agility Robotics 的首席技術官喬納森·赫斯特 (Jonathan Hurst) 在接受路透社采訪時說:「衡量成功的一個重要標準,是他們(特斯拉人形機器人)是否從中賺錢?!?/p>

      業內也有質疑的聲音,不少從業者認為,五年甚至十年之內,雙足機器人不可能大規模落地,或者進入家庭。

      最后,馬斯克將特斯拉人形機器人量產上市的時間,延長到了 3~5 年。

      真正投入精力一年來做機器人后,Optimus 距離完美還差很遠,但是,特斯拉團隊變得更現實了。

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