機器人跑酷時代就要來了

演算法與數學之美發表於2018-11-12

近日，波士頓動力在YouTube上一口氣三連發，釋出了Atlas人形機器人視訊一個、Spot機器狗視訊兩個。

Atlas實現了跨越障礙、三級跳

Spot實現了自主導航定位，在建築工地上覆雜地形自由調轉方向、上下樓梯。

黃色Spot時而踩著太空步，時而輕扭腰肢，步伐與姿態極盡妖嬈與律動，令人忍俊不禁。

今天著重介紹一下Atlas。

Atlas是一臺能夠有效移動的雙足人形機器人。研究雙足機器人是非常困難的，四足機器人之美在於它們在休息和移動時都很容易保持平臺，Atlas只能用兩條腿來平衡笨重的上半身，另外還會遇到人形所面臨的限制，比如摔倒問題。當機器人遇到具有衝擊力的突發事件時，對Atlas 來說，做出快速的響應是非常困難的，Atlas 需要能夠自我調整並站穩。

在這次視訊中，Atlas這次秀出的技能分為兩段，跨越障礙和三級跳。相對以往的視訊來看，這次的技能銜接和釋放更為流暢，也受到了眾多外媒的一致好評。首先是跨越障礙。Atlas在跨越障礙（視訊中是一根圓木）的時候，沒有明顯停頓，而只是略微減速，伴隨幾個小碎步，然後單腿邁出、直接跨越。而就在半年前，從波士頓動力公佈的Atlas跑步視訊中可以看到，其在途中跨越障礙物時仍需要有明顯減速、停頓，然後才是雙腿併攏、穩穩一跳。相較於PC的顯示卡升級迭代速度，Atlas半年內流暢度提升到這個層次也是相當可觀的。

現在跨越障礙：

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今年5月視訊中的跨越障礙：

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然後是三級跳。在Atlas行進路線上有三個高達40cm的臺階，在上臺階的時候，仍然沒有明顯停頓或留出準備時間，而是像人類一樣通過前後擺臂、助跑，一躍而上，在三個臺階上的三步也是單腿跨越，很是穩。

此次展示的上臺階：

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最引人矚目的是後空翻動作，Atlas識別面前障礙物的高度、精準跳躍，在跳躍的同時能夠空中旋轉、後空翻最後平穩落地。整個動作如同行雲流水一般瀟灑。

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當然有外媒指出，Atlas後空翻，是經過多次嘗試和試驗才完成的。但是人形機器人能做到現在後空翻的水平，已經是很大的進步。如同一個兩歲小孩蹣跚學步，這是希望的開始，預示著機器人跑酷的時代馬上就要來了。

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另外演算法與數學之美，蒐集到了一些技術資料，分享給大家。Atlas這款機器人是波士頓動力基於早期PETMAN雙足人形機器人研發的，視訊中的Atlas可以脫離電纜，擁有液壓動力，外加75公斤的質量和1.5米高的身形，擁有導航、避障能力。

這次Atlas get的新技能，源於Atlas的控制軟體通過控制包括腿、手臂和軀幹在內的全身，集中力量跳過原木，跳上臺階，整個過程中不會打斷步伐。Atlas使用計算機視覺進行定位，使其在跑步過程中準確標記環境參照物，識別周圍地形及環境，並完成整個運動過程。

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圖左邊是 Atlas 一代腿部的一個版本。右邊則是波士頓動力「未來的願景」。

在Atlas體型結構和技術應用上，Atlas硬體利用3D 列印，將所有的液壓元件直接列印到其結構中。這隻腳看上去有很多仿生元素，比如「類動脈式的液壓管道佈局」、看上去很像骨頭的支架等，3D 列印節省了重量和空間，從而形成一個非常緊湊的機器人，具有高強度重量比和極大的工作空間。立體視覺、距離感應和其他感測器使Atlas能夠操縱環境中的物體並在崎嶇的地形上行走，在撞擊或推動時能夠保持平衡。

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