會(huì)后空翻的機(jī)器人、會(huì)開門的機(jī)器狗:揭秘波士頓動(dòng)力Atlas&Spot
??新智元報(bào)道??
來源：IEEE Spectrum
編輯：肖琴
【新智元導(dǎo)讀】IEEE Spectrum獲準(zhǔn)進(jìn)入波士頓動(dòng)力總部，用高速攝像機(jī)和強(qiáng)閃光燈拍攝波士頓動(dòng)力機(jī)器人的動(dòng)作——跑步、攀爬、跳躍等等，將其敏捷性定格在這組珍貴的超高清照片中。360度展示波士頓動(dòng)力機(jī)器人，來?新智元AI朋友圈?和行業(yè)大咖討論吧～
波士頓動(dòng)力公司曾為谷歌的母公司Alphabet所有，如今由日本企業(yè)集團(tuán)軟銀(SoftBank)所有。該公司長(zhǎng)期以來一直對(duì)自己的機(jī)器人設(shè)計(jì)保密。很少有媒體能夠獲準(zhǔn)進(jìn)入其位于波士頓附近馬薩諸塞州沃爾瑟姆市的總部。
但是今年8月的一天早上，IEEE Spectrum獲準(zhǔn)進(jìn)入了。那天，我們被允許拍攝了一組獨(dú)特的照片。我們用高速攝像機(jī)和強(qiáng)閃光燈捕捉波士頓動(dòng)力機(jī)器人動(dòng)作——跑步、攀爬、跳躍等等。本文展示了我們的拍攝成果：以無比高清的照片定格機(jī)器人的敏捷性。我們還使用這些照片來創(chuàng)建了交互式視圖，可以在此頁面瀏覽：https://robots.ieee.org/
這些交互式視圖可以讓機(jī)器人旋轉(zhuǎn)360度，或者讓它們?cè)谀愕钠聊簧闲凶吆吞S。
波士頓動(dòng)力公司多年來打造了一個(gè)機(jī)器人的小型動(dòng)物園，名字包括“大狗”(BigDog)、“沙蚤”(SandFlea)和“野貓”(WildCat)。我們參觀時(shí)，專注于該公司有史以來制造的兩款最先進(jìn)的機(jī)器人：Spot(敏捷的四足機(jī)器人)和Atlas(成人大小的人形機(jī)器人)。
Spot
Spot幾乎可以在任何地形中導(dǎo)航，同時(shí)還能感知周圍的環(huán)境。波士頓動(dòng)力公司最近開始出租Spot，計(jì)劃每年生產(chǎn)大約1000臺(tái)。它設(shè)想了Spot，甚至是一群Spot去巡視工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，執(zhí)行危險(xiǎn)品處理任務(wù)，運(yùn)送包裹等等。它在YouTube上的名聲不容忽視：甚至成為太陽馬戲團(tuán)的新成員、進(jìn)軍娛樂圈也是都有可能。
波士頓動(dòng)力公司的首席執(zhí)行官 Marc Raibert 在一次采訪中說：“對(duì)于我們來說，從實(shí)驗(yàn)室里的機(jī)器人到在現(xiàn)場(chǎng)工作的機(jī)器人，這是一個(gè)里程碑?！?/span>
Atlas
Atlas小檔案我們的另一個(gè)攝影主題是Atlas，這是波士頓動(dòng)力公司的當(dāng)紅大明星。這個(gè)高150厘米(4英尺11英寸)的人形機(jī)器人能夠做出令人印象深刻的運(yùn)動(dòng)壯舉。它的驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)緊湊而強(qiáng)大的液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，是波士頓動(dòng)力從零開始設(shè)計(jì)的。這個(gè)獨(dú)特的系統(tǒng)賦予了這個(gè)80公斤(176磅)重的機(jī)器人在完成雜技般的跳躍和翻轉(zhuǎn)時(shí)所需的爆發(fā)力，而對(duì)于如此龐大的人形機(jī)器人來說，這似乎是不可能的。Atlas啟發(fā)了YouTube上的一系列惡搞視頻，還為機(jī)器人接管人類貢獻(xiàn)了不少素材。
雖然波士頓動(dòng)力公司擅長(zhǎng)制造機(jī)器人，但它還沒有證明自己能夠銷售機(jī)器人。自1992年從麻省理工學(xué)院(MIT)分拆出來成立獨(dú)立公司以來，該公司一直以研發(fā)為中心，大部分早期資金來自美國的軍事項(xiàng)目。2017年被軟銀收購后，它對(duì)商業(yè)化的重視似乎有所加強(qiáng)。軟銀的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官孫正義以熱愛機(jī)器人和追求利潤(rùn)著稱。
Spot的推出對(duì)波士頓動(dòng)力公司來說是重要的一步，因?yàn)樗噲D將自己的創(chuàng)意“產(chǎn)品化”。盡管如此，Raibert說他的長(zhǎng)期目標(biāo)仍然是不變的：他想要制造能夠像動(dòng)物和人類一樣與世界動(dòng)態(tài)地互動(dòng)的機(jī)器。要說有什么變化嗎？的確有一點(diǎn)，他笑著補(bǔ)充說。在他早期作為機(jī)器人專家的職業(yè)生涯中，他經(jīng)常寫論文并計(jì)算自己的引用次數(shù)?，F(xiàn)在，他開始計(jì)算YouTube視頻的點(diǎn)擊量。
四足機(jī)器人Spot：擁有超級(jí)感官能力，會(huì)爬樓梯會(huì)開門
波士頓動(dòng)力公司設(shè)計(jì)的Spot是一款多功能移動(dòng)機(jī)器，適用于多種應(yīng)用。該公司尚未宣布這款機(jī)器人的售價(jià)，只是說已經(jīng)為特定的客戶提供機(jī)器狗，采取租賃的方式。Spot的有效載荷托架可以給機(jī)器人的背部增加多達(dá)14公斤額外的硬件。波士頓動(dòng)力公司提供的配件之一是6個(gè)自由度的手臂，能讓Spot抓取物品和開門。
超級(jí)感官
Spot的硬件幾乎完全是定制設(shè)計(jì)的。包括強(qiáng)大的控制處理板和感知傳感器模塊。傳感器位于機(jī)器人身體的前部、后部和兩側(cè)。每個(gè)模塊都包括一對(duì)立體聲相機(jī)、一個(gè)廣角相機(jī)和一個(gè)紋理投影儀，它們可以在弱光下的增強(qiáng)機(jī)器人的3D感知。傳感器使機(jī)器人能夠利用稱為SLAM的導(dǎo)航方法，或同時(shí)定位和繪制地圖，自動(dòng)避開障礙物。
爬樓梯
除了自主行動(dòng)，Spot還可以由遠(yuǎn)程操作人員用一個(gè)游戲風(fēng)格的控制器進(jìn)行操控。但即使在手動(dòng)模式下，機(jī)器人仍然表現(xiàn)出高度的自主性。如果前方有障礙物，Spot就會(huì)繞過它。如果有樓梯，Spot就會(huì)爬上去。機(jī)器人會(huì)進(jìn)入這些操作模式，然后完全自主地執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作，不需要操作者的任何輸入。下樓梯的時(shí)候，Spot會(huì)倒退著走，波士頓動(dòng)力公司表示這樣能夠提供更大的穩(wěn)定性。
靈巧的四足
Spot的腿由12個(gè)定制的DC電機(jī)提供動(dòng)力，每個(gè)都有減速機(jī)以提供高扭矩。機(jī)器人可以向前、橫向和向后行走，并以每秒1.6米的最高速度小跑。它也可以原地轉(zhuǎn)圈。其他步態(tài)包括爬行和踱步。在一個(gè)視頻中，Spot展示了配合流行曲“Uptown Funk”的夢(mèng)幻舞步。
下一代Atlas：擁有紅色之血，最強(qiáng)人形機(jī)器人
Atlas由一個(gè)包含28個(gè)驅(qū)動(dòng)器的液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。這些驅(qū)動(dòng)器基本上是充滿加壓流體的氣缸，能夠以很大的力驅(qū)動(dòng)活塞。他們的高性能部分是由于定制伺服閥比波士頓動(dòng)力公司早期的設(shè)計(jì)顯著更小、更輕。雖然從外表看不出來，但是Atlas的內(nèi)部充滿了這些液壓驅(qū)動(dòng)器以及連接它們的流體管線。假如其中一條管線斷裂，Atlas會(huì)流出液壓流體，恰好是紅色的。
下一代Atlas
當(dāng)前版本的Atlas是對(duì)最初模型的徹底升級(jí)。原始模型是為2015年DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽打造的。而這個(gè)被稱為“下一代Atlas”的機(jī)器人更輕、更敏捷。波士頓動(dòng)力公司使用工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)制造關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部件，這使得機(jī)器人的強(qiáng)度/重量比比早期的設(shè)計(jì)更高。下一代Atlas也可以做它的前輩做不到的事情：跌倒后爬起來。走這邊
生物啟發(fā)
Atlas的控制軟件并沒有明確地告訴機(jī)器人如何運(yùn)動(dòng)其關(guān)節(jié)，而是使用了數(shù)學(xué)模型來說明機(jī)器人身體的基本物理原理，以及它如何與環(huán)境相互作用。Atlas依靠它的整個(gè)身體來實(shí)現(xiàn)平衡和移動(dòng)。當(dāng)跳過一個(gè)障礙物或做雜技表演時(shí)，機(jī)器人不僅使用它的腿，而且還使用上半身，像人類運(yùn)動(dòng)員一樣擺動(dòng)手臂輔助跳躍。
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