当一位在机器人领域耕耘数十年的先驱建议你与全尺寸行走机器人保持至少三米距离时,这绝非危言耸听。Rodney Brooks在他最近的技术论文《今天的人形机器人为何无法学会灵巧操作》中明确表示:"我的建议是,人们不要走近全尺寸行走机器人3米以内。在有人提出更安全、甚至可以接触的双足行走机器人版本之前,我们不会看到人形机器人在有人类活动的区域获得认证部署许可。"
技术先驱的严厉警告
作为MIT荣誉教授、iRobot(Roomba制造商)和Rethink Robotics的联合创始人,Brooks对当前投入巨资研发人形机器人的公司提出了尖锐批评。他认为这些企业正在追逐一个昂贵的幻想,而忽视了尚未解决的根本性问题。除其他外,他警告说,当今的双足人形机器人在行走时,由于保持平衡而产生的巨大动能,对附近的人类构成了根本性的安全隐患。这种储存的能量在机器人跌倒或肢体撞击时可能造成严重伤害。
Brooks并非杞人忧天。他回忆起几年前自己与Agility Robotics的Digit人形机器人距离"过近"的经历,当机器人跌倒时,他深感危险。自那以后,他再未敢接近行走的机器人。他观察到,即使在人形机器人公司的宣传视频中,除非有家具隔开,否则人类很少被展示在移动的人形机器人附近,而且即使这样,机器人也只是最小限度地移动。
触觉感知的缺失
除了安全问题,Brooks还挑战了当前行业对人形机器人将通过观看视频学习灵巧操作的普遍信念。这是一种常见的机器人AI训练技术,但Brooks认为,虽然这样的机器人并非不可能实现,但可能比大多数人想象的要遥远得多。
Brooks的核心论点集中在像特斯拉和Figure这样的公司如何训练他们的机器人上。两家公司都公开表示他们采用纯视觉方法,让工人佩戴相机设备记录折叠衬衫或拾取物体等任务,然后将数据输入AI模型,使其能够在新的情境中模仿动作的变体。特斯拉最近已转向基于视频的方法,工人佩戴装有五个相机的头盔和背包;Figure的"Project Go-Big"计划同样依赖于直接从他们所谓的"日常人类视频"中转移知识。
Brooks认为,这些方法忽视了数十年的研究,这些研究表明人类的灵巧操作依赖于一个极其复杂的触觉传感系统。他引用了Umeå大学Roland Johansson实验室的研究,显示当一个人的指尖被麻醉时,拿起并点燃一根火柴的七秒任务会延长到近30秒的摸索。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David Ginty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刺激。
机器人跌倒的物理学
在灵巧操作问题之外,是更直接的安全隐患。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"的古老算法来保持平衡,当检测到不稳定时,会向系统注入大量能量。这种方法足以让它们在大多数时间内保持直立,但它创造了Brooks所描述的与人类接近的根本性不兼容。
物理学的尺度定律使全尺寸人形机器人比其小型对应物危险得多。Brooks解释说,当机器人尺寸翻倍时,其质量会增加八倍。这意味着一个跌倒的全尺寸人形机器人具有半尺寸版本八倍的动能。如果在跌倒过程中,这个快速加速的金属腿部遇到路径上的任何障碍物,撞击都可能造成严重伤害。
行业现状与未来展望
在科技世界的某些领域,由于AI的快速发展,机器人炒作已达到狂热的程度。特斯拉CEO埃隆·马斯克声称公司的Optimus机器人可能产生30万亿美元的收入,而Figure CEO Brett Adcock设想人形机器人在劳动力中执行数百万项任务。
然而,硬件远比软件困难。与在虚拟世界中运行的软件不同,物理定律是无情的和不可改变的,安全地与物理世界交互需要大量的感官输入。Brooks自1970年代以来一直从事机器人操作研究,他认为这些公司缺少灵巧操作的基本要素:触觉。
Brooks预测,在15年内,确实会有许多被称为"人形"的机器人执行各种任务。但讽刺的是,它们与今天双足机器人的外观大相径庭。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。一些将在手部或身体中部安装摄像头。"人形"的定义将会改变,就像"飞行汽车"现在意味着电动直升机而非具备道路能力的飞机,"自动驾驶汽车"意味着带有远程人类监控的车辆而非真正自主的系统。
当前投入巨资迫使今天僵硬的纯视觉人形机器人学习灵巧操作的投入将 largely 消失,Brooks认为。学术研究人员在整合触觉反馈的系统方面取得了更大进展,如使用手套在人类操作员和机器人手之间传递感觉的MIT方法。但即使这些进步仍然远未达到实现人类灵巧操作所需的全面触觉感知。
技术发展的现实路径
Brooks的观点揭示了机器人技术发展的一个重要现实:技术进步往往不是线性发展的,而是伴随着根本性的范式转变。今天的双足人形机器人可能只是人形机器人发展历程中的一个过渡阶段,就像早期的飞行器与现代飞机之间的巨大差异一样。
结论:安全与实用的平衡
虽然今天很少有人整天待在人形机器人附近,但Brooks的3米规则作为来自这些机器人的建造者的实用警告,预示着未来的挑战。宣传视频与可部署现实之间的差距仍然很大,这不仅以年为单位衡量,还体现在物理学、感知和安全方面的基本未解决问题上。
随着技术的进步,我们可能会看到真正实用的人形机器人出现,但它们可能需要完全不同的设计理念和实现方式。Brooks的观点提醒我们,在追求机器人技术突破的同时,不能忽视安全性和实用性这两个基本要素。只有在解决这些根本性问题的前提下,人形机器人才能真正融入人类社会,发挥其应有的价值。