拆解電動Atlas全身“器官”,人形機器人邁向應用元年?
圖片|Photo by Boston Dynamics
©產業象限原創
作者丨錢江
編輯丨山茶
液壓Atlas退役,電動Atlas上線,背後是波士頓動力人形機器人邁向應用的決心。
這些年,人形機器人賽道很熱鬧,但人形機器人廠商一直在“作秀”和“應用”之間徘徊。
很多人形機器人公司發佈的視頻看似很酷,但對替代勞動力到底有多大價值依舊存疑,比如液壓版Atlas曾在多個桌子之間“上躥下跳”,宇樹H1可以協調四肢舞蹈,英偉達GTC大會上迪士尼機器人和黃仁勳互動。
但2024年,我們觀察到一個比較好的現象,人形機器人公司展示的Demo開始“掌握”了一些更爲實用的技能,比如斯坦福大學ALOHA可以炒菜,Figure01可以製作咖啡“拉花”,Optimus Gen 2可以通過遠程操控學會“疊衣服”。
雖然人形機器人距離“有用”還有一段距離,但產品Demo演示方向的轉變,預示着人形機器人公司也從“作秀”轉向對實際應用的探索。
數月前,液壓版Atlas展現出搬運“大件”的應用能力。這款機器人走路渾身會發出“嗡嗡”聲,身後揹着一個類似“農藥機”的大盒子,看上去十分彪悍。它可以靈活地走到物體面前,熟練地用三根手指舉起大號支柱。
▲圖源:YouTube截圖
液壓Atlas的“彪悍”是存在於骨子裡的,從誕生之日起,它血液裡就流淌着服務於軍方的基因,它的進化之路也和人類軍人一樣,經過各種磨練。2009年,Atlas前身Petman原型機亮相,它的職責是爲美軍實驗防護服裝,當時還只會搖搖晃晃地在履帶上行走;2013年,Atlas開始初具人形,它的出場方式是在碎石上踉蹌行走;在之後的幾年裡,Atlas一邊學習搬運重物,一邊遭受手持“皮尺”的工作人員的“敲打”來輔助穩定性。
雖然電動Atlas從一個安靜睡着的狀態到起身的過程裡,讓人看着有點毛骨悚然,就像恐怖片裡的行屍起立一樣,但它站起來後的樣子顯得更加靈巧安靜。
▲圖源:YouTube截圖
電動Atlas一出,它的關節靈活得令人發怵,因此不少人認爲它並不像人,並認爲波士頓動力的轉換策略,傳遞的是“人形機器人可以不必像人”。但實際上,波士頓動力這波改造行爲的本質,還是希望能造出更貼近人類的機器人。畢竟,要人類和一個具備另類長相的物種一起工作,是一件有點困難的事情。
但電動Atlas是否能做得比液壓Atlas更好,依舊充滿疑問,畢竟除了26秒的視頻,波士頓動力沒有透露任何關於這款機器人的數據。
解剖Atlas全身“器官”,未來應用幾何?
波士頓動力做電動Atlas,目的之一是希望儘快實現商業化,那麼,電動Atlas到底能做什麼?
波士頓動力創始人Marc Raibert在最近的訪談中,提到了一些電動Atlas的應用願景,“這是我們近15年努力開發人形機器人的最新一代產品,我們將把它作爲一個產品推出,目標是工業應用、物流和比你看到的Stretch更加多樣化的地方——具有複雜幾何形狀的重型物體環境,可能是在製造類型的環境中。”
我們可以反覆觀看電動Atlas這張靜態圖,來拆解電動Atlas的身軀,看它是否符合Marc Raibert的期待。
從躺着的電動Atlas靜態圖上,我們可以看出一些端倪。
▲圖源:YouTube截圖
先將關注點放在Atlas的臀部和雙腿上。按照慣常思維,雙腿的膝蓋要麼朝向前,甚至朝向後,但電動Atlas平躺時的雙腿膝蓋卻向左右兩個側面凸出,隨後在電動Atlas起身後做的翻轉運動中,可以看出這般造型的用意,它的雙腿可以跟隨臀部的關節,靈活轉動,方便整個軀幹靈活切換“前”與“後”。
▲圖源:YouTube截圖
設想電動Atlas雙手正在搬運一個工具箱,如果是普通的機器人或者人,搬起箱子之後需要雙腳轉動180度,才能繼續走向身後的目的地。如果身處一個狹小的倉庫,爲了成功“轉身”,就必須給機器人的雙腿運動預留一個“轉身”空間,而電動Atlas只需要轉動關節就能完成整個搬運過程,在有限的空間裡,電動Atlas可以“倒退”着出去,再完成一個漂亮的翻轉。
再來看看波士頓動力Atlas的手指部分。
液壓Atlas擁有3根手指,包含2個關節,在抓握大支柱的視頻中表現十分順暢。
▲圖源:YouTube截圖
仔細看一下電動Atlas的手指,和液壓Atlas幾乎長得一樣,三指夾具、雙關節,在液壓Atlas曾經的展示視頻中,這樣的關節適用於機械夾具,可以在工業場景中得到順暢地應用,但我們很難想象這樣的雙手去疊衣服或做菜。
▲圖源:YouTube截圖
這樣的手指並不符合人類的五指習慣,這意味着波士頓動力可能擴大使用範圍,Atlas可能不在人類正常運動範圍工作。
從腿部和手部的設計來看,電動Atlas非常適合在工業化場景中工作。除了四肢,另一個備受關注的便是電動Atlas的頭部。看看它的頭,如果你一動不動地盯着它發光的面龐,可能會產生它正在盯着自己的錯覺,看到這幅景象,有沒有想起什麼熟悉的畫面?
▲圖源:YouTube截圖
沒錯,皮克斯的電燈,它是皮克斯的經典開頭,看這隻電燈的“回眸一笑”,是不是和電動Atlas的“凝視”無比相似?雖然沒有五官,卻總覺得這張“臉”自帶情愫。
▲圖源:皮克斯電影截圖
波士頓創始人Marc Raibert在設計Atlas的頭部時,並不希望它有類似人類的面孔,因爲這會觸發“恐怖谷”效應,可能有點反烏托邦。Marc Raibert覺得對於一個人形機器人來說,只要能保持與人類基本的交流即可,幾十年前讓人人都喜愛的“皮克斯電燈”給了他靈感。
再放大畫面仔細看,電動Atlas裡面至少內置了3個攝像頭。
▲圖源:YouTube截圖
它的頭頂還自帶了一根天線,雖然沒有任何資料表明這根天線的作用,但根據YouTube上的一位博主分析《Boston Dynamics Bot STRIKES BACK--Terminator Style!》來看,這根天線的作用可能是RFI(Request for Information ),它是一個信息接收器,當電動Atlas在工廠工作的時候,可能需要與其它電子設備之間產生信息連接。
▲圖源:YouTube截圖
也許酷似皮克斯燈的那一面,並非電動Atlas的正臉,背後還有一張“熒光臉”,看上面這張圖,側臉有一個充滿小孔的聚集地,看起來像是一個散熱設備,由此猜測,電動Atlas的頭部內裡可能存在着除攝像頭之外的運轉設備。
再來看電動Atlas畫面尾聲的一個彩蛋:001.
這串數字或許驗證了波士頓動力放棄液壓,轉向電動人形機器人的終極目標——實現人形機器人的量產和商業化,既然有“001”可能就有“002”,看背後預留的數字空間,至少可以放得下三位數字,最高能到達“999”。
▲圖源:YouTube截圖
但是,電動Atlas或許還要在實驗室停留一段時間,才能迎來“002”,它還需要證明自己的價值。
電動Atlas,一定比液壓更好嗎?
和人類要吃飯纔有力氣勞動一樣,人形機器人勞作也需要有能量。液壓和電動,是爲人形機器人提供續航的主要方式。
液壓系統使得Atlas能夠執行高難度的動作,如跳躍、翻滾、爬行和搬運重物。這種類型的動力系統非常適合需要極高力量和速度的應用,雖然液壓系統可能較重且需要較多維護,但在執行極端任務時,它們提供的力量和靈活性是其他系統難以匹敵的。
Atlas的驅動方式一旦從液壓變成電動,整個能源驅動系統就徹底發生變化了。在這種情況下,電動Atlas想要完成液壓Atlas的一系列動作,會面臨非常大的挑戰。
從補能速度和能源密度角度來看,液壓具備更強的優勢,只需要給Atlas加油,它就能重新獲得能量。而電動驅動模式下,依靠的是電池技術,考驗的是充電效率和續航能力。
雖然電動Atlas沒有公佈它的電池技術和續航能力,但可以通過其它人形機器人來了解目前的行業大概水平。
Optimus Gen 2採用的是特斯拉汽車2.3 kWh電池組,雖然特斯拉官方表示,這一電池組能夠維持Optimus Gen 2一整天的工作,但很多報道引用的媒體測算數據顯示,其續航時間在1.5小時-2小時區間。
2024年的網紅機器人Figure01續航時間5小時,優必選Walker X裝的是可拆卸電池,根據其官網顯示綜合充電需2小時,可續航時間也是2小時。
宇樹H1官網顯示其電池容量864Wh,宇樹創始人王興興曾公開表示,H1的續航時間也在2小時左右。
總體來看,目前主流機器人的驅動方式採用的都是電動續航模式,續航時間大體在2小時-5小時區間。
但不同人形機器人需要處理的任務不一樣,雖然“吃”進去的電力保證的續航時間差別不大,但它們各自的能耗不盡相同。特斯拉Optimus在靜坐和快走時分別消耗100W和500W電力;優必選Walker主要使用場景在家庭,比如操控吸塵器、冰箱、咖啡機等。
與它們相比,電動Atlas主要在工業場景下使用,它的“力氣活兒”可能會更重。如果按照主流人形機器人電池的續航能力,不論在補能充電還是在續航上,電動Atlas都很難複製液壓Atlas的高難度動作,可能跳躍幾下就要“歇火”了。
從波士頓動力創始人Marc Raibert的觀點來看,電動Atlas的設計,註定它不必做和液壓Atlas一樣的重量級任務,Marc Raibert表示他的目標是“最早於明年在現代汽車集團的工廠進行技術測試證明”,比如安裝車燈、搬運箱子、開關車門等,成爲汽車製造廠裡遊走的機器人“工友”。
這類輕量級任務也許並不會快速消耗電動Atlas的電量。
結語
做人形機器人這件“大玩具”是一件熬人的事情,它的研發週期漫長,投入應用生產和商業化需要克服供應鏈、技術等種種困難,註定是一件要耐得住寂寞又十分燒錢的事情,在很長時間內都難以獲得正向的投入產出比。
可能正因如此,波士頓動力在7年期間,歷經3次易主,幾乎每隔四五年,都要走一遍“賣身”流程。
2013年,波士頓動力被Google的母公司Alphabet Inc.收購,這次收購是Google嘗試擴展其技術領域到機器人技術的一部分。2017年,Alphabet決定將波士頓動力出售給軟銀集團,Alphabet的這一決策可能是因爲公司戰略調整,將重心轉移到了其它技術領域,例如人工智能和雲計算。2022年,軟銀將波士頓動力出售給韓國的現代汽車集團。
從整個收購路線來看,每一個公司的收購目的都有所不同,在波士頓動力3次被收購的節點裡,它分別踩中了技術研發型公司(谷歌)、商業目標型機構(軟銀)和應用生產類企業(現代集團)。
谷歌因爲戰略調整而放棄了波士頓動力,孫正義是一位商人需要看到投入產出比,而現代汽車更重視機器人對勞動力的改造。從這個邏輯來看,波士頓動力轉型做電動Atlas,與現代汽車的策略不謀而合。
當“001”號電動Atlas迎來002、003甚至100號“工友”,波士頓動力將會給漫長的商業化之路畫上一個圓滿的句號。