波士顿动力(Boston Dynamics)的精明营销团队上周制造了两轮主要的机器人新闻热点。其中较大的一轮自然是电动Atlas的发布。就在我撰写本文时,这段不到40秒的视频浏览量正稳步接近五百万次。前一天,该公司牵动了社区的心弦,宣布原始的液压版Atlas即将退役,距离其问世已整整十年。
随附的视频是对老款Atlas从DARPA研究项目成长为令人印象深刻的灵活双足机器人的旅程的一次庆祝。然而,在一分钟处,基调发生了变化。最终,“告别Atlas”既是一次庆祝,也是一段花絮集锦。它提醒我们一个值得欢迎的事实:每当机器人在视频中完美落地时,背后都有数十次的滑倒、摔倒和踉跄。
我一直倡导这种透明度,这是我希望在机器人领域看到更多的东西。仅仅展示高光片段会对那些为捕捉这些镜头所付出的努力造成不公。在许多情况下,我们谈论的是为了让机器人在镜头前看起来出色而花费数年时间的反复试验。当你只分享积极的结果时,你是在设定不切实际的期望。双足机器人会摔倒,在这方面,它们至少和我们一样。正如Agility最近所说的那样,“每个人都会偶尔摔倒,定义我们的是我们如何重新站起来。”我想更进一步,补充说学会如何优雅地摔倒同样重要。
该公司新上任的首席技术官Pras Velagapudi最近告诉我,在这个阶段看到机器人在工作中摔倒实际上是一件好事。“当机器人在真实世界中做真正的事情时,意外情况总会发生,”他指出,“你会看到一些摔倒,但这是在真实环境中长时间运行的学习过程的一部分。这是预期的,也是你没有摆拍迹象的标志。”
快速浏览哈佛大学的无伤跌倒规则,反映了我们作为人类对跌倒的直觉理解:
- 保护头部
- 利用体重引导跌倒方向
- 弯曲膝盖
- 避免拖拽他人一起摔倒
至于机器人,去年这篇《IEEE Spectrum》的文章是一个很好的起点。
“我们并不害怕跌倒——我们并没有把机器人当作随时会坏掉的东西对待,”波士顿动力首席技术官亚伦·桑德斯(Aaron Saunders)去年在接受该出版物采访时说,“我们的机器人经常跌倒,而我们很久以前就决定[要]制造能够跌倒而不损坏的机器人。如果你能经历将机器人推向故障、研究故障并修复它的过程,你就能取得进步,最终让机器人不再跌倒。但如果你围绕‘永不跌倒’来构建机器、控制系统或文化,那你就永远学不到让机器人不跌倒所需的知识。我们庆祝跌倒,即使是导致机器人损坏的跌倒。”
在我与波士顿动力首席执行官罗伯特·普莱特(Robert Playter)在电动Atlas发布前交谈时,也提到了跌倒这一话题。值得注意的是,这段短视频以机器人俯卧的姿态开始。机器人腿部划出的弧线非常新颖,使系统能够从完全平坦的位置站起来。乍一看,这几乎让人感觉公司是在炫耀,仅仅用这个炫酷的动作来展示其极其坚固的定制执行器。
“这将具有非常实用的用途,”普莱特告诉我,“机器人会跌倒,你最好能从俯卧姿势站起来。”他补充说,从俯卧姿势站起来的能力也可能对充电有用。
波士顿动力关于跌倒的大部分经验来自Spot。虽然四足形态通常更稳定(正如多年来在视频中试图推倒机器人却失败所证明的那样),但Spot机器人在真实工作条件下运行的小时数要多得多。
Playter补充道:“Spot每年在工厂车间行走约7万公里,每月进行约10万次检查。它们最终会摔倒,你必须能够让它重新站起来。我们希望降低摔倒率——我们确实做到了。我认为我们现在每行驶100到200公里才会摔倒一次。摔倒率已经变得非常小,但确实会发生。”
Playter补充说,该公司长期以来一直对机器人采取“粗暴”的测试方式。“它们会摔倒,必须能够承受这种冲击,手指不能掉下来。”
观看上述Atlas的幕后花絮,很难不对这个机器人产生一丝人类的共情。它看起来真的像人类一样摔倒,将四肢尽可能收拢靠近身体,以保护它们免受进一步伤害。
在ProMat展会上,尽管Digit在约20小时的现场演示中取得了99%的成功率,但它还是摔了几跤。我们没有证据,但我们认为我们的销售团队是故意安排这些摔倒,以便他们能借此谈论Digit的快速更换肢体和耐用性。
2019年,当Agility为Digit添加手臂时,曾讨论过手臂在摔倒时所扮演的角色。“对我们来说,手臂既是帮助我们在世界中移动的工具——比如摔倒后起身、挥动双臂保持平衡或推开门——同时也是用于操作或搬运物体的有用工具,”联合创始人Jonathan Hurst当时指出。
今年早些时候在Modex展会上,我与Agility就这一话题进行了简短交流。一年前一段Digit机器人在展会地板上摔倒的视频曾在社交媒体上广泛传播。“在ProMat展会上,尽管Digit在约20小时的现场演示中取得了99%的成功率,但它还是摔了几跤,”Agility当时表示,“我们没有证据,但我们认为我们的销售团队是故意安排这些摔倒,以便他们能借此谈论Digit的快速更换肢体和耐用性。”
与Atlas视频类似,该公司告诉我,类似胎儿的姿势对于保护机器人的腿和手臂是有用的。
该公司一直在使用强化学习来帮助摔倒的机器人重新站起。为了拍摄上述视频,Agility关闭了Digit的避障功能以迫使它摔倒。视频中,机器人利用手臂来最大限度地减轻摔倒的影响。随后,它利用强化学习回到一个熟悉的位置,并通过类似俯卧撑的动作重新站立起来。
人形机器人的主要卖点之一是它们能够融入现有的工作流程——这些工厂和仓库被称为“棕地”(brownfield),意味着它们并非为自动化而专门建造。在许多现有的工厂自动化案例中,错误会导致系统有效停机,直到有人工干预。
当我们获胜时,我们会歌唱。
“救援人形机器人并非易事,”Playter指出,这些系统重量大,手动扶正可能很困难,“如果它自己都无法从地面站起来,你打算怎么做?”
如果这些系统真的要确保自动化不间断运行,它们就必须摔得稳,并能迅速重新站起。
“Digit每次摔倒,我们都会学到新东西,”Velagapudi补充道,“在双足机器人领域,摔倒是一位出色的老师。”

