如何讓一個(gè)機(jī)器人尷尬？波士頓動(dòng)力發(fā)布 Atlas 失誤集錦，全網(wǎng)圍觀機(jī)器人翻車的各種樣子！
上周，波士頓動(dòng)力公司分享了一段仿人機(jī)器人 Atlas 變身「工地打工機(jī)器人」的視頻。
視頻中的 Atlas 活動(dòng)自如。抬抬木板、搬搬磚什么的，都不在話下，還能愉快地轉(zhuǎn)個(gè)圈。
輕松跳上臺(tái)階后，Atlas 轉(zhuǎn)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，Atlas 又高興地來了個(gè)原地 360° 后空翻。更神奇的是，在站穩(wěn)后，它還會(huì)握拳給自己鼓勵(lì)。
所謂「臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功」。Atlas 的精湛表演，離不開一次又一次的訓(xùn)練。
周五，波士頓動(dòng)力發(fā)布了一個(gè) Atlas 表演花絮，讓我們看看這個(gè)機(jī)器人都有哪些「翻車」瞬間。
一個(gè)機(jī)器人的尷尬瞬間
視頻中的場景與上周發(fā)布的視頻類似。Atlas 的動(dòng)作也與前者類似，只不過都是失誤版本。它可能在向后滑行時(shí)被自己絆倒，然后摔個(gè)四腳朝天。
或者是過獨(dú)木橋的時(shí)候一個(gè)腳滑，人仰馬翻。
類似的翻車現(xiàn)場還有很多。有「人財(cái)兩失」的：
有搬不動(dòng)原地開擺的：
還有「以頭搶地」的：
如果 Atlas 會(huì)說話，看到這個(gè)視頻的它，一定會(huì)一個(gè)后空翻鉆到地縫里吧。
逆襲的秘密
那么，Atlas 是如何成功逆襲的呢？
為了改進(jìn) Atlas 的表現(xiàn)，波士頓動(dòng)力團(tuán)隊(duì)歷時(shí)五年，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行多次迭代，不斷提升 Atlas 的環(huán)境感知能力和適應(yīng)能力。與此同時(shí)，Atlas 自主行動(dòng)的能力也得到了增強(qiáng)。
要完成各種復(fù)雜的操作，首先得在運(yùn)動(dòng)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(shí)候無法調(diào)動(dòng)全身，只會(huì)通過改變步伐來重新尋找平衡。
在研究人員的努力下，Atlas 像新生兒一樣，逐漸學(xué)會(huì)揮動(dòng)雙臂來保持身體平衡。研究團(tuán)隊(duì)使用五次樣條生成高級(jí)所需運(yùn)動(dòng)（例如擺動(dòng)腳軌），將給定的腳步位置用作樣條的結(jié)點(diǎn)。
波士頓動(dòng)力的團(tuán)隊(duì)表示，機(jī)器人身體結(jié)構(gòu)和人類有很大差別。例如，它沒有脊椎和肩胛骨，手臂也較為脆弱。
因此，團(tuán)隊(duì)必須根據(jù) Atlas 的尺寸和復(fù)雜性，對(duì)它的重量、強(qiáng)度、活動(dòng)能力等要素進(jìn)行權(quán)衡，并不斷優(yōu)化控制算法，從而更好地協(xié)調(diào)它的各種動(dòng)作。
別看它是個(gè) 1 米 5 的大個(gè)兒，Atlas 在機(jī)器人界可謂身輕如燕。
為了保持機(jī)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(qiáng)度重量比和大工作空間的機(jī)器人。
波士頓動(dòng)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(duì)于步行機(jī)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(dòng)沉重的雙腿。
此外，Atlas 還能夠通過立體視覺、距離感應(yīng)和其他傳感器自主或通過遠(yuǎn)程操作感知障礙物并穿越崎嶇地形。研究團(tuán)隊(duì)為 Atlas 提供了一張高級(jí)地圖，其中大致描述了它的行動(dòng)路線和相應(yīng)位置應(yīng)該做出的動(dòng)作。
Atlas 利用這些信息為自己導(dǎo)航，并感知周圍環(huán)境，根據(jù)感知到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，自主規(guī)劃整個(gè)行動(dòng)，以完成各項(xiàng)任務(wù)。
Atlas 執(zhí)行的每個(gè)動(dòng)作都源自其行為庫中的動(dòng)作模板，它可以根據(jù)目標(biāo)情況自主從庫中選擇相應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行。
同時(shí)，Atlas 的模型預(yù)測控制器（MPC）會(huì)調(diào)整其發(fā)力、姿勢、動(dòng)作發(fā)生時(shí)機(jī)等細(xì)節(jié)，來應(yīng)對(duì)環(huán)境、腳滑等各種可能實(shí)時(shí)出現(xiàn)的因素。
并且，MPC 還允許 Atlas 跨行為邊界預(yù)測下一步的行動(dòng)，比如它知道了這次跳躍后是一個(gè)后空翻后，就可以自動(dòng)地創(chuàng)建從一個(gè)行為到下一個(gè)行為的過渡，使每一步動(dòng)作都自然地連貫起來。
五年的迭代，Atlas 從踉踉蹌蹌到輕松后空翻，像是完成了人類四分之一的旅程。
相信看到它如此完美的表現(xiàn)，波士頓動(dòng)力的「老父親們」，也會(huì)像完成后空翻的 Atlas 一樣，振臂高呼吧。
參考資料：
https://futurism.com/the-byte/boston-dynamics-robot-failing
本文來自微信公眾號(hào)：新智元 （ID：AI_era）
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