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从人形机器人的历史与发展,看人工智能“未来大势”

更新时间:2023-06-06点击:1491

去年10月,美国富豪马斯克再一次吸引了全世界的眼球,那一天,马斯克研究团队研制已久的人形机器人“擎天柱”(Optimus)原型机正式公开于众了。

那么,究竟机器人是否应该“回归”人形?人形机器人会不会是人工智能的终极形态?科学家们又能把人形机器人做到何种程度呢?

虽然这些问题在当下还很难有明确的答案,但可以看到,从美国波士顿动力的Atlas、英国机器人公司EngineeredArts的Ameca,到优必选科技的Walker和小米公司的CyberOne,人形机器人正在呈现出蓬勃发展的态势。

发展及成果 人形机器人已处于蓬勃发展期

    根据学术界的定义,一般人形机器人可以分为大仿人机器人和小仿人机器人。大仿人机器人一般指成人大小,大多身高一米以上双足行走的机器人,这涉及到很多的控制、规划、机电一体化技术、全方位的AI感知技术,移动能力和工作范围,人机交互等;小仿人机器人一般是桌面式的

    对于人形机器人的发展而言,业内一般将其定义为三个阶段。第一阶段,是以早稻田大学仿人机器人为代表的早期发展阶段;第二阶段,是以本田仿人机器人为代表的系统高度集成发展阶段;第三阶段,是以波士顿动力仿人机器人为代表的高动态运动发展阶段。

    首先,由日本早稻田大学研制的全球首个人形机器人WABOT-1于1967年诞生,该机器人身高约2米,重160公斤,包括肢体控制系统、视觉系统和对话系统,拥有像人类一样的双手和双腿,全身共有26个关节,胸部装有两个摄像头,手部装有触觉传感器。

    据了解,WABOT-1行动能力约与一岁半的婴儿差不多,尽管行走一步需要45秒,步伐也只有10公分左右,但在当年仍旧足够震惊全世界。其主要作者加藤郎也因此被誉为“世界仿人机器人之父”。

    随后,由日本本田在1986年诞生的ASIMO被视为第二代人形机器人中的佼佼者。其身高130厘米,体重48公斤,全身57个关节,最大速度是9km/h,能实现小跑、单足跳、上下楼梯和踢足球等系列复杂运动。

    原本计划量产的ASIMO因造价昂贵,功能也过于简单、无法承担语境对话功能,在2022年还是被“退役”了。

    而由波士顿动力公司于2009年诞生的Atlas原型机于2013年7月向公众正式公开,经过几次优化设计,新一代的Atlas身高150厘米,体重81.6公斤,全身具有28个关节,速度能达到1.5m/s,能完成快速小跑、三级跳、后空翻和空中体操等一些列复杂动作,被认为是当前在运动方面最接近人类的人形机器人了。

    此外,特斯拉公司的人形机器人擎天柱(Optimus)于2022年10月亮相,其身高171厘米,重56.6公斤,可拿取约20千克重的物品,行走速度为约时速8公里。不仅在运动方面,它的大脑还采用特斯拉的超级计算机系统Dojo,拥有超强的计算能力

致力于场景化应用 人形机器人潜力无限

    虽然截至目前已经有不少人形机器人的作品纷纷亮相,但谈及人形机器人的商业化,似乎仍旧遥遥无期,这主要还是由于目前的人形机器人很难能达到人类所能接受的“智能”程度,毕竟拥有独立思考能力的机器人目前还只存在于科幻片当中。

    感知-认知-决策-执行,这一系列能力,可谓每个都是巨大挑战,都需要完成技术攻坚,而在此之上,如何让机器人具备人类的逻辑思维能力,甚至于模拟出人类的情绪和感情,都是需要更长久的时间来进行核算算法的突破才能实现。

    但有需求就一定有相应的研发,这并不影响国内外大厂的科研热情。

就在去年8月,小米秋季新品发布会中,款全尺寸人形仿生机器人CyberOne也正式亮相,艺名为“铁大”,“铁大”身高177厘米,体重52公众,能感知45种人类语义情绪,分辨85种环境语义。此外,搭载小米自全身控制算法,可协调运动 21 关节;配备了Mi Sense视觉空间系统,可三维重建真实世界它“小脑”发达、可实现双足运动姿态平衡,四肢强健、动力峰值扭矩300Nm等领先技术能力。

天眼查数据显示,近年来,机器人与前沿科技产业,诸如大数据,人工智能等结合愈加紧密,特别是人形机器人的出现,让机器人作为科技产业的“技术”含量日益提升。从数量来看,国内机器人专利保持稳定增长,2022年申请专利2.3万余项;从类型上来看,发明专利与实用新型占比较高,两者之和占总数的9成。

    可以看到,尽管在技术、科研等角度,人形机器人的研发和商业化都可谓“任重而道远”,但这也仍旧抵挡不了人形机器人的概念和新品持续增长的潮流,相关的研发和专利正在呈现出前所未有的增长之势。

    事实上,技术伴随着成果走向市场,其最大的目的和希冀就是能够实现场景化应用,能够帮助人们处理和完成一部分工作,这就要求与人形机器人伴生的AI技术的水平需要达到更高的程度,正是人工智能赋予机器人更为复杂和细分的交互、工作等场景应用的能力,而人形机器人是否终将作为人工智能技术的终极形态呢,还需要各位耐心以待了。