人形机器人安全隐忧:iRobot创始人为何保持3米距离

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在机器人领域,一位先驱者的建议往往值得深思。当一位构建人形机器人数十年的专家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在他最近发布的博客文章《为什么今天的人形机器人无法学习灵巧性》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、即使接触也安全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存在的区域获得认证部署。"

人形机器人之父的警告

作为MIT荣誉教授、iRobot(Roomba制造商)和Rethink Robotics的联合创始人,Brooks对当前数十亿美元涌入人形机器人开发领域持怀疑态度。他认为,这些公司追逐的可能是昂贵而不切实际的幻想。

除了尚未解决的其他问题,他警告称,今天的双足人形机器人在行走时,由于维持平衡而产生巨大的动能,对人类而言本质上是不安全的。这种储存的能量如果机器人摔倒或其肢体击中某人,可能导致严重伤害。

Rodney Brooks在MIT与机器人合影

Brooks在2002年于MIT与机器人合影。图片来源:Rick Friedman通过Getty Images

视觉训练的局限性

除了对故障的担忧,Brooks还挑战了当前普遍认为人形机器人将通过观看人类执行任务的视频学习灵巧性并很快取代人类工人的观点。这是一种过去我们曾报道过的常见机器人AI训练技术。

Brooks并非认为这样的机器人不可能实现,而是认为它们可能比大多数人想象的要遥远得多。

在科技界的某些领域,由于AI的快速发展,机器人炒作已达到狂热程度。特斯拉CEO埃隆·马斯克声称公司的Optimus机器人可能创造30万亿美元的收入,而Figure CEO Brett Adcock则设想人形机器人为劳动力执行数百万项任务。

然而,硬件比软件难得多。与在虚拟世界中运行的软件不同,物理定律是无情且不可改变的,而安全地与物理世界互动需要大量的感官输入。自1970年代以来一直从事机器人操作研究的Brooks认为,这些公司缺少灵巧操作的基本要素:触觉。

触觉感知:被忽视的关键要素

Brooks论点的核心在于像特斯拉和Figure这样的公司如何训练他们的机器人。两家公司都公开表示他们采用纯视觉方法,让工人佩戴相机装置记录折衬衫或拾取物体等任务。然后将数据输入AI模型,这些模型可以在新环境中模仿动作的变体。

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,工人佩戴配备五个相机的头盔和背包进行数据收集。Figure的"Project Go-Big"计划同样依赖于从他们所谓的"日常人类视频"中直接转移知识。

这些方法,Brooks认为,忽视了数十年的研究,这些研究表明人类的灵巧性依赖于一个极其复杂的触觉传感系统。他引用了乌普萨拉大学Roland Johansson实验室的研究显示,当一个人的指尖被麻醉时,拿起并点燃火柴的七秒钟任务会延长到近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,能检测从轻微凹陷到振动再到皮肤拉伸的各种感觉。这是当前机器人系统尚无法捕获或模拟的大量感官信息。

机器人摔倒的物理原理

除了灵巧性问题,还有一个更直接的安全隐患。当前的人形机器人使用强大的电机和一种称为零力矩点(ZMP)的数十年-old算法来维持平衡,当检测到不稳定时向系统注入大量能量。

这种方法在大多数情况下足以保持它们直立,但它创造了Brooks描述的与人类接近的根本不兼容性。

物理学的缩放定律使得全尺寸人形机器人比其小型 counterpart 危险得多。Brooks说,当你将机器人的尺寸增加一倍时,其质量会增加八倍。这意味着摔倒的全尺寸人形机器人具有半尺寸版本八倍的动能。如果那个快速加速的金属腿在摔倒过程中遇到路径上的任何物体,其冲击可能导致严重伤害。

在他的文章中,Brooks回忆起几年前Agility Robotics的Digit人形机器人摔倒时,他"靠得太近"。从那以后,他不敢再走近任何行走的机器人。Brooks指出,即使在机器人公司的宣传视频中,除非被家具隔开,否则人类也从未被显示在移动的人形机器人附近,即使如此,机器人也只是最小限度地移动。

这个安全问题不仅限于意外摔倒。为了让人形机器人履行其在医疗保健和工厂环境中的承诺作用,它们需要在与人类共享的区域获得认证。在世界上大多数地区,现有的安全标准下,当前的行走机制使这种认证几乎不可能实现。

Apollo机器人

人形Apollo机器人。图片来源:Google

未来机器人形态的重新定义

Brooks预测,15年内,确实会有许多被称为"人形"的机器人执行各种任务。但具有讽刺意味的是,它们将与今天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。一些将在手部或躯干下方安装摄像头。"人形"的定义将发生转变,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"意味着配备远程人类监控的车辆而非真正自主的系统。

Brooks认为,目前强迫今天僵硬的纯视觉人形机器人学习灵巧性的数十亿投资将 largely 消失。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MIT使用手套在人类操作员和机器人手之间传递感觉的方法。但即使这些进展仍然远未实现人类灵巧性所需的全面触觉感知。

今天,很少有人整天待在人形机器人附近,但Brooks的3米规则作为来自构建这些机器人数十年的专家的实用警告,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、感知和安全的基本未解决问题上。

技术瓶颈与行业反思

Brooks的警告揭示了人形机器人行业面临的关键技术瓶颈。当前行业过度关注机器人的外观和动作模仿,而忽视了物理安全性和触觉感知等基础问题。这种不平衡的发展方向可能导致资源浪费和安全隐患。

机器人技术的发展需要更加务实的态度,而非被炒作所驱动。正如Brooks所预测的,未来的实用机器人可能不再追求人形外观,而是根据功能需求进行优化设计。这种转变将促使行业重新思考"人形"的定义,以及机器人技术的真正发展方向。

安全标准与认证挑战

人形机器人在与人类共享的环境中部署面临的最大障碍之一是安全标准认证。现有的工业安全标准主要基于传统工业机器人的特点设计,而这些机器人通常被限制在隔离区域内工作。人形机器人需要全新的安全框架,考虑其在动态环境中的行为和潜在风险。

Brooks的3米安全距离建议实际上提出了一个基本问题:在当前技术条件下,人形机器人是否真的适合与人类近距离互动?这需要行业、监管机构和研究人员共同制定新的安全标准和测试方法。

结论:机器人发展的理性之路

Rodney Brooks的警告为我们提供了机器人发展的重要视角。在追求技术创新的同时,我们不能忽视安全性和实用性这两个基本要素。未来的机器人发展应该更加注重触觉感知、安全机制和实际应用场景,而非仅仅追求外观上的类人化。

正如Brooks所预测的,未来的"人形"机器人可能与我们今天所想象的截然不同。这种转变不仅将推动机器人技术的进步,也将促使我们重新思考人类与机器人共存的方式和界限。