在机器人技术飞速发展的今天,当一位拥有数十年人形机器人构建经验的先驱建议你与全尺寸步行机器人保持至少三米距离时,这值得我们认真倾听。
罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)在其技术博客上发表的《为什么当今的人形机器人无法学习灵巧技能》一文中明确表示:"我的建议是,人们不要靠近全尺寸步行机器人3米以内。在有人提出更安全的双足步行机器人版本之前,我们不会看到人形机器人在有人类存在的区域获得部署认证。"
布鲁克斯的背景与观点
作为麻省理工学院荣誉教授,iRobot(以Roomba扫地机器人闻名)和Rethink Robotics的联合创始人,布鲁克斯对那些投入数十亿美元开发人形机器人的公司提出了尖锐批评。他认为这些公司正在追逐一个昂贵而不切实际的幻想。
除了尚未解决的其他问题外,他警告称,当今的双足人形机器人在行走时,由于维持平衡而产生巨大动能,对人类来说存在根本性的安全隐患。这种储存的能量如果机器人摔倒或肢体撞击到人,可能导致严重伤害。
机器人安全风险的本质
布鲁克斯对人形机器人安全性的担忧并非空穴来风。他亲身经历了与Agility Robotics Digit人形机器人过于接近的意外,该机器人在几年前突然摔倒。自那以后,他再不敢靠近正在行走的机器人。
这种安全担忧源于机器人物理学的基本规律。布鲁克斯解释道:"当你将机器人的尺寸增加一倍,其质量会增加八倍。这意味着一个摔倒的全尺寸人形机器人比半尺寸版本具有八倍的动能。如果那加速下落的金属腿在摔倒过程中路径上有任何障碍物,撞击都可能造成严重伤害。"
零力矩点算法的局限性
当前的人形机器人使用强大的电机和一种被称为零力矩点(Zero Moment Point)的算法来维持平衡。当检测到不稳定时,该算法会向系统泵入大量能量。这种方法在大多数情况下足以保持机器人直立,但正如布鲁克斯所指出的,它创造了一种与人类亲近的根本性不兼容。
物理学的尺度定律使全尺寸人形机器人比其小型 counterparts 危险得多。这种危险不仅体现在摔倒时,也体现在机器人移动过程中。即使在人形公司的宣传视频中,人类也从未被展示在移动的人形机器人附近,除非被家具隔开,即使如此,机器人也只是最小限度地移动。
灵巧技能学习的误区
除了安全问题,布鲁克斯还质疑当前机器人训练方法的有效性。他反对那种认为人形机器人将通过观看人类执行任务的视频来学习灵巧技能的普遍观点。
视觉学习的局限性
特斯拉和Figure等公司都公开表示他们采用纯视觉方法进行训练,让工人佩戴相机设备记录折叠衬衫或拾取物体等任务。然后将这些数据输入AI模型,使模型能够在新情境中模仿动作的各种变体。
特斯拉最近已从动作捕捉服和远程操作转向基于视频的方法,工人佩戴装有五个摄像头的头盔和背包。Figure的"Project Go-Big"计划也类似地依赖于从他们所谓的"日常人类视频"中直接转移知识。
然而,布鲁克斯认为这些方法忽略了数十年的研究,这些研究表明人类的灵巧技能依赖于一个极其复杂的触觉传感系统。他引用了于默奥大学罗兰·约翰松实验室的研究,显示当一个人的指尖被麻醉后,一个点燃火柴的七秒任务会延长到近30秒的笨拙摸索。
触觉感知的关键作用
人类手部大约有17,000个机械感受器,仅每个指尖就集中了1,000个。哈佛大学大卫·金蒂实验室的最新研究确定了15个参与触觉感知的神经元家族,能够检测从轻微凹陷到振动再到皮肤拉伸的各种感觉。
"人类手部的触觉感知系统极其复杂,"布鲁克斯解释道,"当前的机器人系统还无法捕捉或模拟这些感官信息。"
未来机器人形态的预测
布鲁克斯预测,15年内确实会出现许多被称为"人形"的机器人执行各种任务。但讽刺的是,它们将与当今的双足机器人大相径庭。它们将有轮子而不是脚,不同数量的手臂,以及与人类眼睛毫无相似之处的专用传感器。一些机器人会在手部或躯干下方安装摄像头。
"人形"的定义将发生变化,就像"飞行汽车"现在意味着电动直升机而非道路飞行器,"自动驾驶汽车"意味着配备远程人类监控的车辆而非真正自主的系统一样。
触觉反馈系统的进步
布鲁克斯认为,当前投入数十亿美元强迫当今的刚性、纯视觉人形机器人学习灵巧技能的做法将大部分消失。学术研究人员在结合触觉反馈的系统方面取得了更多进展,例如麻省理工学院使用的手套,可以在人类操作员和机器人手之间传递感觉。
然而,即使这些进步仍然与实现人类灵巧性所需的全面触觉感知相去甚远。触觉感知不仅仅是感受压力,还包括温度、纹理、滑动、振动等多种感官信息的综合处理。
行业反思与警示
布鲁克斯的3米规则是一个实用的警示,来自一位花费数十年时间构建这些机器的人。虽然如今很少有人整天呆在人形机器人附近,但随着这些机器逐渐进入我们的生活和工作空间,安全问题将变得至关重要。
宣传视频与可部署现实之间的差距仍然很大,这种差距不仅以年计算,还体现在物理学、感知和安全的基本未解决问题上。在追求技术突破的同时,我们不能忽视安全与实用性的平衡。
结语
布鲁克斯的观点提醒我们,机器人技术的发展需要更加审慎和全面的方法。虽然视觉AI取得了显著进展,但真正的机器人灵巧性需要结合多种感官输入,特别是触觉反馈。同时,机器人安全标准也需要随着技术的发展而不断完善,确保人类与机器人的和谐共存。
在机器人技术日益融入我们生活的今天,听取先驱者的声音,正视技术挑战,将有助于我们创造一个更加安全、高效的机器人未来。