夢想中的搬磚機器人來了！昨天，波士頓動力家發(fā)布新視頻，王牌機器人 Atlas 在模擬工地上抬木板、三級跳、扔工具包都是小 case。
自 2016 年首次亮相以來，波士頓動力雙足機器人 Atlas 已經紅了整整五年半。
這不，昨天波士頓動力發(fā)布了一條新視頻，機器人 Atlas 又整了新活，變身「工地打工機器人」。
抬抬木板、搬搬磚什么的，都不在話下，還興奮地轉個圈。
上上臺階跑跑步什么的更是小 case，從速度到穩(wěn)定性都是絲滑。
再來一個轉身起跳，順利把一袋工具包穩(wěn)穩(wěn)地扔給腳手架上的建筑工人。
收工下班，高興地來了個拿手好戲 —— 原地 360° 后空翻站穩(wěn)，完美！
如此酷炫流暢的機器人是不是很哇塞，但其實幾年前，它還是個走路都不會的小屁孩。
從 2016 到 2023，這個站在機器人金字塔尖的物種一路飛速進化，剛出生時還只能拖著兩條扭曲的大長腿蹣跚學步。
現(xiàn)在已經可以完成后空翻穩(wěn)定落地、機器人跑酷、體操等多種高難度任務。
每當波士頓動力放出 Atlas 新視頻，評論區(qū)總能聽取哇聲一片，不僅外觀越來越炫酷，新技能也不斷刷新人類認知。
2021 年 1 月，經過將近一年半的編排、模擬、編程和升級，波士頓機器人組團跳舞的視頻在網絡上走紅，atlas 也是收割了一批流量。
馬斯克都發(fā)推表示「哇唔」！
但它們想要做的不止于此，最新發(fā)布的這個特殊技能是為了展示 Atlas 如何在生活中提供幫助，而不僅僅是跳舞和?？帷?/p>
波士頓動力公司 Atlas 團隊負責人 Scott Kuindersma 在幕后視頻中說：
我們不僅僅是在考慮如何讓機器人在其環(huán)境中動態(tài)移動，現(xiàn)在我們開始讓 Atlas 發(fā)揮作用，并思考機器人應該如何能夠感知和操縱其環(huán)境中的物體。
Atlas 如何實現(xiàn)各種復雜操作
對 Atlas 來說，能夠適應各種環(huán)境，保持身體平衡從而避免在行走、跑步、跳躍過程中摔跤是頭等大事。
為了做到這一點，從對環(huán)境的感知能力到對環(huán)境的適應能力在這五年間經歷了多次迭代。與此同時，它自主行動的能力也得到了增強。
要完成各種復雜的操作，首先得在運動中保持平衡。
最初的 Atlas 走路踉踉蹌蹌，行走過程中身體仍較為僵硬，在快要摔倒的時候無法調動全身，只會通過改變步伐來重新尋找平衡。
在接下來的幾年內，Atlas 逐漸學會了揮動雙臂來保持身體平衡，使用五次樣條生成高級所需運動（例如擺動腳軌），并將給定的腳步位置用作樣條的結點。
團隊表示，機器人身體結構和人類有很大差別，比如它沒有脊椎和肩胛骨，同時手臂也相對較為脆弱。
因此團隊必須不斷地在它的尺寸和復雜性之間對它的重量、強度、活動能力等各種要素進行權衡，并對控制算法進行優(yōu)化，來更好的協(xié)調它的各種動作。
別看它是個 1 米 5 的大個兒，為了保持機身靈活性，Atlas 利用 3D 打印來減輕重量和空間，從而形成具有高強度重量比和大工作空間的機器人。
波士頓動力的工程師 Aaron Saunders 說，
通過 3D 打印。我們能顯著減少肢體慣性，這對于步行機器人來說是一件大事 —— 系統(tǒng)中的大部分能量都用于在空中擺動沉重的雙腿。
此外，Atlas 還能夠通過立體視覺、距離感應和其他傳感器自主或通過遠程操作感知障礙物并穿越崎嶇地形。
研究團隊為 Atlas 提供了一張高級地圖，其中大致描述了它的行動路線和相應位置應該做出的動作。
完成任務過程中，Atlas 利用這些信息來為自己導航，并且它可以對環(huán)境進行感知，根據實時感知到的數據自主規(guī)劃整個行動以完成挑戰(zhàn)。
Atlas 執(zhí)行的每個動作都源自其行為庫中的動作模板，它可以根據目標情況自主從庫中選擇相應的動作執(zhí)行。
同時，Atlas 的模型預測控制器（MPC）會調整其發(fā)力、姿勢、動作發(fā)生時機等細節(jié)，來應對環(huán)境、腳滑等各種可能實時出現(xiàn)的因素。
并且，MPC 還允許 Atlas 跨行為邊界預測下一步的行動，比如它知道了這次跳躍后是一個后空翻后，就可以自動地創(chuàng)建從一個行為到下一個行為的過渡，使每一步動作都自然的連貫起來。
波士頓動力公司是一家營利性組織，希望將其技術商業(yè)化并銷售產品。
但從本質上講，波士頓動力公司是一個研究實驗室，里面滿是工程師和科學家，他們不顧商業(yè)利益，也想突破科學的極限。
協(xié)調這兩個目標非常困難，事實證明波士頓動力公司在過去十年中多次易主，從谷歌到軟銀再到現(xiàn)代。
該公司正在尋求創(chuàng)建一個成功的商業(yè)模式，并且之前已經發(fā)布了一些商業(yè)機器人，包括多用途機器狗 Spot 和可以移動箱子的移動機器人手臂 Stretch。
兩者都在不同行業(yè)找到了有趣的應用，而憑借現(xiàn)代汽車的制造能力，波士頓動力公司或許能夠將它們變成潛力無限的產業(yè)。
與其他僅限于特定環(huán)境（平坦的地面、均勻的照明、平面物體等）或需要改變環(huán)境的機器人相比，我們的對環(huán)境的適應性、靈活性和多功能性優(yōu)勢明顯。
但正如 Atlas 控制負責人 Ben Stephens 在發(fā)布會中所說：
即使是迄今為止最先進的雙足機器人 Atlas，距離達到人類流暢而靈活的運動技能還有很長的路要走，看看新 Atlas 視頻中的一些失敗，就會發(fā)現(xiàn)仍有待填補的空白。
操縱是一個廣泛的范疇，我們還有很多工作要做，但這讓我們得以一窺該領域的發(fā)展方向。
參考資料：
https://futurism.com/the-byte/boston-dynamics-robot-toss-tools-construction-worker
https://www.bostondynamics.com/about
https://www.bostondynamics.com/resources/blog/sick-tricks-and-tricky-grip
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