当一位花费数十年时间构建人形机器人的机器人先驱建议你与任何全尺寸行走机器人保持至少九英尺的距离时,你 probably 应该听取这个建议。
"我的建议是,人们不要靠近全尺寸行走机器人3米以内,"罗德尼·布鲁克斯在他上周发表的题为《为什么今天的人形机器人无法学习灵巧性》的技术文章中写道。"直到有人开发出更安全的双足行走机器人版本,即使靠近甚至接触也安全,否则我们将无法看到人形机器人在有人类活动的区域获得部署认证。"
布鲁克斯是麻省理工学院荣誉教授,联合创办了iRobot(以Roomba吸尘器闻名)和Rethink Robotics公司。他认为,向人形机器人开发投入数十亿美元的公司正在追逐一个昂贵的幻想。除了尚未解决的其他问题外,他警告说,由于双足机器人在保持平衡时会产生巨大的动能,今天的双足人形机器人在行走时对附近的人类来说从根本上就是不安全的。这种储存的能量如果机器人摔倒或其肢体撞击到人,可能导致严重伤害。
触觉感知:被忽视的关键要素
除了故障危险外,布鲁克斯还挑战了主流观点,即人形机器人将通过观看人类执行任务的视频很快学习灵巧性并取代人类工人。这是一种常见的机器人AI训练技术,过去我们曾报道过。他认为,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。
在科技界的某些领域,由于AI的快速进步,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3万亿美元的收入,而Figure CEO布瑞特·阿多克则设想人形机器人在劳动力中执行数百万项任务。
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,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的布鲁克斯认为,这些公司缺乏灵巧操作的基本要素:触觉。
布鲁克斯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。两者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,这些模型可以在新情境中模仿动作的变体。特斯拉最近从动作捕捉服和远程操作转向了基于视频的方法,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。
除了从真实人类执行任务的视频捕捉外,一些机器人AI模型使用物理空间的模拟进行训练,这些模拟也有类似的局限性。
布鲁克斯认为,这些方法忽视了数十年的研究,这些研究表明人类的灵巧性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·约翰逊实验室的研究,显示当一个人的指尖被麻醉时,拿起并点燃火柴的七秒任务会延长到近30秒的笨拙摸索。人手大约包含17,000个机械感受器,仅每个指尖就有1,000个。哈佛大学大卫·金蒂实验室的最新研究确定了15个与触觉感知相关的神经元家族,可以检测从轻微压痕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捉或模拟的大量感官信息。
机器人摔倒的物理学
除了灵巧性问题外,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)的古老算法来维持平衡,当检测到不稳定时,将大量能量泵入系统。这种方法足以让它们在大多数时间保持直立,但它创造了布鲁克斯描述的与人类接近的根本不兼容性。
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。布鲁克斯说,当你将机器人的尺寸翻倍时,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具有半尺寸版本八倍的动能。如果在摔倒过程中,这个快速加速的金属腿遇到路径上的任何物体,撞击都可能造成严重伤害。
在他的文章中,布鲁克斯回忆说几年前他在Agility Robotics的Digit人形机器人"靠得太近"时,它摔倒了。从那以后,他不敢再接近任何行走的机器人。布鲁克斯指出,即使在人形公司的宣传视频中,除非被家具隔开,否则人类也从未被展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。为了让人形机器人实现其在医疗和工厂环境中的承诺角色,它们需要获得在人类共享区域运营的认证。当前的行走机制使得在世界大多数地方现有的安全标准下,这种认证几乎不可能实现。
机器人未来的重新定义
布鲁克斯预测,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不相同。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。一些将在手中或从躯干向下安装摄像头。"人形"的定义将会转变,就像"飞行汽车"现在意味着电动直升机而非道路飞机,"自动驾驶汽车"意味着具有远程人类监控的车辆而非真正自主的系统。
布鲁克斯认为,目前投入数十亿美元强制今天的刚性、纯视觉人形机器人学习灵巧性的资金将 largely 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。但即使这些进步仍然远未实现人类灵巧性所需的全面触觉感知。
现实与宣传的差距
如今,很少有人整天呆在人形机器人附近,但布鲁克斯的3米规则作为一个实际警告,来自一位构建这些机器数十年的专家。宣传视频和可部署现实之间的差距仍然很大,不仅以年计算,还以物理学、感知和安全的基本未解决问题来衡量。
机器人行业正在经历一场技术革命,但布鲁克斯的警告提醒我们,真正的突破不仅需要先进的AI,还需要对物理世界更深入的理解。当前的炒作掩盖了尚未解决的基本工程挑战,而这些挑战恰恰是人形机器人安全部署的关键。
随着技术的进步,我们可能会看到布鲁克斯所描述的新型机器人出现——它们可能具有轮式移动、多样化的手臂配置和专门的传感器,而不是模仿人类的双足设计。这种转变不仅关乎技术可行性,还关乎安全性和实用性,最终将决定机器人技术如何真正融入我们的日常生活。