4月19日,雨后的北(bei)京分外清凉,人形机器人半程马拉松(song)吸(xi)引众多目(mu)光。当天10时11分左右,首个人形机器人半程马拉松(song)迎来首位(wei)撞线“选手”——天工(gong)Ultra,用(yong)时2小(xiao)时40分42秒。
天工(gong)Ultra身高180cm,体重55kg,具备开源开放性和兼容扩展性,可以灵活扩展软、硬件等(deng)功能(neng)模块,已具备带有(you)视觉感知的泛化移动能(neng)力,能(neng)轻松(song)应对沟壑、大高度(du)差等(deng)复杂地(di)形。
北(bei)京人形机器人创新中心首席技术(shu)官(guan)(CTO)唐剑。受访者供图
天工(gong)Ultra由北(bei)京人形机器人创新中心研发。北(bei)京人形机器人创新中心首席技术(shu)官(guan)(CTO)唐剑谈及天工(gong)夺冠表示(shi),“天工(gong)整体表现是非常符合预期的,主要是指它的整体速度(du)以及完(wan)成时间。也(ye)不用(yong)避讳,大家都(dou)看到天工(gong)中途有(you)一次摔跤,那(na)是因为电池(shi)失(shi)效,这也(ye)是偶尔会(hui)出现的故障”。
唐剑先容,这次比赛主要是对机器人的硬件以及App的运动算法,或者说机器人的“小(xiao)脑” 稳定性、可靠性的一次极限的测试(shi)。天工(gong)机器人的“小(xiao)脑”也(ye)是国地(di)共(gong)建具身智能(neng)机器人创新中心“慧思开物”平台的一部分,测试(shi)是一个长期的过程。
唐剑认为,目(mu)前具身智能(neng)的ChatGPT时刻(ke)还没有(you)到,需要对机器人模型的架(jia)构能(neng)力升级,进行颠覆式的升级。年中机器人自主导航将有(you)突(tu)破(po),明年人形机器人马拉松(song)将不需要领跑员。希翼人形机器人走入工(gong)业、商业、生活场景,能(neng)够7X24小(xiao)时不间断(duan)稳定地(di)工(gong)作。
4月19日,首个人形机器人半程马拉松(song),天工(gong)Ultra首个冲线。新京报记者 李木易 摄
表现符合预期
新京报贝壳财经:本次天工(gong)Ultra的表现是否符合预期?
唐剑:天工(gong)整体表现还是非常不错的,主要是指它的整体速度(du)以及完(wan)成时间。大家看到天工(gong)中途有(you)一次摔跤,那(na)是因为电池(shi)没电了,换电后很快便恢复了奔跑状态。本次全程只用(yong)了同一台机器人便完(wan)成了整个半程马拉松(song)比赛。
新京报贝壳财经:电池(shi)更换次数能(neng)更少?
唐剑:大家特别希翼一台机器人完(wan)成全程,电池(shi)换了三次,一块电池(shi)大概能(neng)跑六七(qi)公里(li)。大家对电池(shi)容量(liang)、电量(liang)的选择斟酌再(zai)三,做了很多测试(shi),现在用(yong)的是15安的电池(shi),如果加大加倍,更换电次数会(hui)减少一倍,但(dan)会(hui)增加机器人的重量(liang),可能(neng)影(ying)响速度(du)以及步态。目(mu)前是平衡各方面因素(su)最终做一个最优的选择。
新京报贝壳财经:赛场上天工(gong)Ultra如何(he)完(wan)成比赛?
唐剑:大家的机器人前面是有(you)一位(wei)领跑者,这是无线跟随技术(shu),是一种半自主的,不用(yong)遥控器方式。领跑者是一位(wei)运动员,身上有(you)UWB标签(qian),机器人身上有(you)无线的发射器,负责发射无线信号(hao)并且回收,然后利用(yong)算法与领跑者保持相(xiang)对固定的距离(li)和角度(du),实现运动。然后后面两个人员主要是起到保护作用(yong)。
新京报贝壳财经:为完(wan)成本次比赛做了哪些准备?
唐剑:天工(gong)在备赛过程中做了大量(liang)训练(lian)和测试(shi),还要去做极限测试(shi),并针对各种复杂地(di)形进行测试(shi),以及还有(you)跟随算法的测试(shi)。
为了夺冠软硬兼施
新京报贝壳财经:天工(gong)夺冠主要原因是什么?优势有(you)哪些?
唐剑:在硬件方面,首先为天工(gong)的“本体”做了轻量(liang)化和低惯量(liang)的设计,尽量(liang)减重,同时把踝关(guan)节(jie)以及膝关(guan)节(jie)尽量(liang)往上提(ti)升,让腿(tui)部的惯量(liang)比较低,腿(tui)部跑起来比较轻盈;其(qi)次,对一些关(guan)节(jie)模组的导热(re)设计做了优化,让它能(neng)很快达到热(re)平衡,而不是让关(guan)节(jie)的温度(du)持续(xu)上升,因为上升到一定温度(du),这个关(guan)节(jie)会(hui)失(shi)效,这样(yang)机器人会(hui)摔倒;第三,在脚底做了一些缓冲的设计,尽可能(neng)减少对关(guan)节(jie)膜、对脚底板以及关(guan)节(jie)模组的磨损。更重要的是,天工(gong)的腿(tui)比其(qi)他赛队的机器人要长,跑得比较快。
在App方面,运控算法做了很多优化。一是要在步频、步幅、步态上做非常平衡的最优选择。二(er)是奔跑的算法用(yong)了最先进的强化模拟(ni)学习。强化模拟(ni)学习是要模仿人类,试(shi)采人类运动员跑步的数据,让它尽可能(neng)接近运动员。因为人类进化了千年,跑步跑得快一定是有(you)它的道理,大家把采集到的人的数据导入到强化学习的架(jia)构中。
新京报贝壳财经:本次比赛展现了哪些技术(shu)优势?
唐剑:这次比赛主要是对机器人的硬件以及App的运动算法,或者说机器人的“小(xiao)脑” 稳定性、可靠性的一次极限的测试(shi)。天工(gong)机器人的“小(xiao)脑”也(ye)是北(bei)京人形机器人创新中心“慧思开物”平台的一部分,测试(shi)是一个长期的过程。
今年3月12日,大家发布“慧思开物”的平台,这是一个一脑多能(neng)、一脑多机的通用(yong)具身智能(neng)平台,这个App平台最主要功能(neng)是支撑其(qi)他机器人应用(yong)开发商以及系统集成商基于(yu)该平台开发应用(yong),平台上有(you)非常强大的AI的能(neng)力。
AI的强化学习属于(yu)实战派,算法开始可能(neng)是个小(xiao)白(bai),放到实际环境(jing)中不断(duan)试(shi)错,起初可能(neng)会(hui)摔倒,跑得很慢,跌跌撞撞。然后它在训练(lian)过程中不断(duan)地(di)试(shi)错,越来越强。强化学习的最大优势是泛化能(neng)力比较强。实战派遇到什么情况都(dou)可以应付(fu)。在奔跑过程中,可能(neng)会(hui)遇到转(zhuan)弯(wan)、上坡、下坡以及坑洼地(di)滑(hua)等(deng)等(deng),都(dou)有(you)比较好的应对。
具身智能(neng)的ChatGPT时刻(ke)还没有(you)到
新京报贝壳财经:机器人如何(he)泛化?
唐剑:泛化能(neng)力与大模型的泛化能(neng)力有(you)类似的地(di)方,一是数据,但(dan)数据的增多也(ye)不一定能(neng)完(wan)全解决。现在大模型已经展现出比较强大的泛化能(neng)力了,但(dan)是机器人的操作和语(yu)言,与语(yu)言大模型不同。目(mu)前具身智能(neng)很大程度(du)上照搬了语(yu)言大模型。机器人模型的结构和架(jia)构,可能(neng)也(ye)需要比较颠覆式的突(tu)破(po)和进展,可能(neng)不只是数据的堆叠和积(ji)累。可以认为是目(mu)前具身智能(neng)的ChatGPT时刻(ke)还没有(you)到。
新京报贝壳财经:机器人对物理世界的认知还是有(you)限?
唐剑:是的。泛化能(neng)力有(you)两方面,一是大脑的规划能(neng)力,这有(you)非常大的难点,要学习物理的规律(lu)。看到物品(pin)后需要大脑规划如何(he)操作,这个比较难,要比较强大的泛化能(neng)力。
还有(you)手部操作也(ye)要比较强大的泛化能(neng)力,进入家庭生活场景,光照、桌子、窗帘等(deng)纹理都(dou)不一样(yang),如何(he)操作是难点,比方杯子类型丰富多样(yang),是否有(you)模型可无差别拿起杯子,可能(neng)不单单是数据的积(ji)累,可能(neng)需要对模型的架(jia)构能(neng)力升级,甚至是颠覆式的升级,这可能(neng)比较重要。
希翼机器人能(neng)够7X24小(xiao)时不间断(duan)稳定地(di)工(gong)作
新京报贝壳财经:后续(xu)技术(shu)如何(he)迭代?
唐剑:大家会(hui)非常关(guan)注产业化的落地(di),第一阶段先开始在工(gong)业和泛工(gong)业场景做一些巡检类及简单的操作类的工(gong)作。第二(er)阶段会(hui)在商业的场景提(ti)供商业服务,完(wan)成打包、扫(sao)码等(deng)相(xiang)对比较复杂的操作。第三阶段会(hui)走入生活和家庭,去扮演(yan)像保姆、管家等(deng)角色。
最终希翼人形机器人走入工(gong)业、商业、生活场景,能(neng)够7X24小(xiao)时不间断(duan)稳定地(di)工(gong)作,这是参加这次比赛的重要目(mu)的,大家会(hui)持续(xu)迭代不断(duan)提(ti)升。同时也(ye)有(you)一系列的研发计划,会(hui)去占领具身智能(neng)技术(shu)制高点。
新京报贝壳财经:具体有(you)哪些技术(shu)需要迭代?
唐剑:比如像这次马拉松(song)比赛,大家可能(neng)觉得自主导航是很成熟的技术(shu),但(dan)也(ye)不尽然。自主导航在自动驾驶上是开发了非常多年,相(xiang)对比较成熟。但(dan)人形机器人全身的关(guan)节(jie)很多,控制完(wan)全不是一个层次,控制复杂度(du)是几何(he)级数的增长。
人形机器人的自主导航在产业界没有(you)比较标准的参考性设计,自动驾驶的算法也(ye)绝对不可能(neng)直接应用(yong)到机器人上。比如路径规划的算法,可能(neng)可以借鉴自动驾驶的算法,但(dan)机器人能(neng)非常完(wan)美遵循(xun)规划轨迹(ji)其(qi)实极其(qi)难,这个是非常大的难点。大家目(mu)前正在攻关(guan)这个难点。
已小(xiao)批量(liang)生产 很快会(hui)具备自主导航能(neng)力
新京报贝壳财经:这个机器人已经实现量(liang)产了吗?
唐剑:大家会(hui)有(you)天工(gong)2.0机器人很快实现小(xiao)批量(liang)生产,并且开始逐步投入一些场景的应用(yong)。
新京报贝壳财经:2.0是Ultra版(ban)本吗?
唐剑:不是的,Ultra版(ban)本是运动型的机器人,最明显特征(zheng)腿(tui)比较长,主要是为提(ti)升运动性能(neng)。天工(gong)2.0也(ye)有(you)不同的版(ban)本,有(you)七(qi)轴机械臂带五(wu)指灵巧手的,能(neng)更好支撑上肢具身智能(neng)相(xiang)关(guan)的操作。
新京报贝壳财经:明年是否还会(hui)参加机器人马拉松(song)?是否还需要领跑员与陪护员?
唐剑:大家很快会(hui)具备自主导航能(neng)力,现在已经在研发,很快就能(neng)展示(shi)出全自主的导航。这样(yang)天工(gong)将不再(zai)需要人类引导参加马拉松(song),明年的机器人马拉松(song)有(you)望看到无人引导的天工(gong)在奔跑。
新京报贝壳财经记者 陈维城
编辑 徐倩
校对 王(wang)心