再見!波士頓動力人形機器人Atlas
机器之心發表於2024-04-17
波士頓動力 Atlas 機器人,從 2013 到 2024。
4 月 16 日,波士頓動力在 YouTube 上釋出了一段最新機器人影片,如同往常一樣迅速成為熱門,但這次的主題和以往有所不同。今天的主題是告別:著名人形機器人 Atlas 的研發計劃宣告中止了。波士頓動力表示:「近十年來,Atlas 機器人激發了我們的想象力,啟發了下一代機器人專家,並跨越了該領域的技術障礙。現在是時候讓我們的液壓 Atlas 機器人放鬆一下了。」雖然一直是領先技術的代名詞,已過十週歲的 Atlas 作為機器人確實已不再年輕。波士頓動力公司對其人形機器人研究專案終於展現出了無情的一面。這或許並不是壞事 —— 有時,為了突破可能的極限,我們必須把有限的精力投入到新事物上。僅在這個影片中,作為觀眾,我們看到了很多以往從未公開的人形機器人運動鏡頭,以及不少 Atlas 動作嘗試失敗的鏡頭。Atlas 的歷史遠不止這段影片所展示的那樣簡短。波士頓動力人形機器人 Atlas 可以追溯到美國國防高階研究計劃局(DARPA)的一個名為 PETMAN(保護整體測試模型)的專案。早在 2009 年,該專案就獲得了媒體報導。作為價值 2630 萬美元的陸軍合同的一部分,PETMAN 將是「第一個像真人一樣動態移動的擬人機器人。」PETMAN 旨在測試一套士兵用來保護自己免受戰場惡劣條件侵害的防護服。它必須能夠像人類士兵一樣移動 —— 行走、跑步、彎曲、伸手、匍匐前進…… 該套裝需要在全方位運動中保持耐用性。據說,為了儘可能準確地模擬人類,PETMAN 當初甚至設計為能夠「出汗」。相對於當時的其他人形機器人(其中最著名的是本田的 ASIMO),PETMAN 的運動和平衡能力令人印象深刻。同樣令人記憶猶新的是,PETMAN 當初展示的影片與 Bee Gees 樂隊的《Stayin’ Alive》MTV 裡面歌手的動作神同步,這可能是無意的。不管怎樣,DARPA 對所有這些機器人的表現感到滿意,並選擇波士頓動力公司建造另一個人形機器人用於 DARPA 機器人挑戰賽。當初的成功鼓勵了波士頓動力的開發者,在 2013 年,該公司正式將人形機器人命名為 Atlas。從此每隔六個月左右,波士頓動力公司就會釋出一個新的 Atlas 影片,機器人奔跑、跳躍、跳舞或跑酷,利用其強大的液壓系統,它每次都能給我們留下深刻的印象。這款機器人展示了雙足機器人優秀的平衡能力,但總有一些極端情況會讓它失去平衡。而在這時,它們也可以優雅地摔倒,進而避免機體的損壞。從當初連著電線蹣跚學步,到後來自備電池在野外跋涉,多年來我們見證了 Atlas 引領著機器人技術的發展。在 2014 年的時候,Atlas 機器人展示了單腿站立,保持平衡。到 2019 年,新一代的 Atlas 已經在做高難度的體操動作。這款人形機器人可以做一些以往人類才能做的事,比如移動盒子、後空翻。截至今年 2 月份,波士頓動力仍在展示 Atlas 的新功能。此前在一些影片裡我們可以看到,Atlas 似乎已經為實用化做好了準備。在動態效能方面,確實沒有什麼能比液壓驅動的 Atlas 更好的了,現在或許也可以說仍然沒有。人們推測,Atlas 的退役可能是因為其液壓驅動的路線已經跟不上時代了。眾所周知,波士頓動力的 Atlas 使用液壓驅動各個關節,而像特斯拉 Optimus 等後來者大多使用電驅動。在人形機器人上,採取液壓驅動會獲得一些優勢。液壓驅動是透過液體壓縮泵產生高壓液體,進而對輸出機構做工產生力。這種方式可以讓機器人非常有力(扭矩密度大),而且基於液壓驅動的設計,壓縮泵可以遠離執行端,並且只需要一個,因為液體勢能可以透過管道,輕鬆地傳導到多個遠端。但另一方面,液壓系統的能量效率不高,系統也存在零件數量多、製造過程複雜、響應速度相對慢等缺點。由於液壓系統的複雜性,Atlas 也不時出現爆缸漏油的情況(在最新影片中也可以看到)。在考慮產品化時,液壓驅動的機器人也需要克服維護、製造成本高昂等挑戰。缺點:液壓系統的能量效率不高,系統零件數量多,液壓系統的維護維修麻煩,響應速度不快,液壓的伺服控制器需要獨立的電機伺服泵,以及獨立的力感測器,生產技術要求極高,對於極高整合度的液壓執行器來說,通常的加工方法和裝置是無法滿足的,必須使用金屬 3D 列印,開發和生產的成本極高,由於液壓系統的複雜性,Atlas 也不時出現爆缸漏油的情況,液壓機器人需要專門的液壓維護團隊進行維護,製造成本高昂,難以商業化和產品化。現在,我們還不知道為什麼波士頓動力說的是「向液壓驅動的 Atlas 說再見」,這或許意味著波士頓動力已經放棄液壓驅動的路線開始擁抱電機。但從過去這家公司的發展歷程,以及機器人領域的現狀來看,有一些事是很明顯的:- 波士頓動力公司基於液壓和電機驅動的 Spot 機器狗已經獲得了巨大成功;
- 全電動商業類人機器人似乎確實是機器人技術目前的發展方向。
Atlas 從今天起退役,全新的人形機器人是否已不遠了?https://spectrum.ieee.org/boston-dynamics-atlas-retireshttps://techcrunch.com/2024/04/16/atlas-shrugged-boston-dynamics-retires-its-humanoid-robot/