今天小編分享的互聯網經驗:加州大學丹尼斯·洪:人形機器人與人類共同生活已指日可待,歡迎閱讀。
加州大學洛杉矶分校機器人與嵌入式系統實驗室創始主任、教授丹尼斯 · 洪(Dennis Hong)在钛媒體 2023 T-EDGE
什麼時候機器人能夠幫我們人類整理屋子、清掃垃圾,甚至參加足球比賽?
這一天或許已經不再遙不可及。在 12 月 1-3 日钛媒體集團舉辦的2023T-EDGE全球創新大會上,來自加州大學洛杉矶分校機器人與嵌入式系統實驗室創始主任、教授丹尼斯 · 洪(Dennis Hong)發表主題演講,分享了他所在的實驗室的工作理念,研發人形機器人經過與成果,以及,他未來關于人形機器人的願景。
ARTEMIS 是洪所在的實驗室最新研究成果。據洪介紹,ARTEMIS 身高 4 英尺 8 英寸,體重 85 磅,能在崎岖不平的地面上行走,也能奔跑和跳躍。即使受到強烈推擠或其他幹擾,ARTEMIS 也能保持穩定。
相關資料顯示,在實驗室的測試中,ARTEMIS 以每秒 2.1 米的速度行走,這使其成為世界上行走速度最快的人形機器人。專為人形機器人定制設計的執行器是 ARTEMIS 的主要創新。在機器人硬體上,執行器是實現動态運動的最關鍵的部分,完善的軟體系統是 ARTEMIS 實現靈活運動的關鍵。
在演講中,洪表示,研發 ARTEMIS 來自于 2018 年的一個想法,研發過程,也經歷了漫長的周期,遭遇了包括疫情在内的突發事件,但最終,這款代表着先進的運動性能得到提升,承載着穩定性得到提升的機器人技術的人形機器人,終于在今年面世。
也是因為 ARTEMIS 的出現,洪預計,未來我們人類能與人形機器人共同生活的那一天,已經變得指日可待。
以下是丹尼斯 · 洪在钛媒體 2023T-EDGE 的演講實錄,經過钛媒體 APP 删減:
我告訴我的學生要突破他們自身的極限,讓機器人做得更快,讓機器人舉起更難舉起的東西,我還告訴學生,要破壞機器人,因為如果我們不去嘗試失敗、不去破壞它們,我們就學不到任何東西。我們的學生們像我的朋友一樣,他們更像家庭成員一樣,我和他們在一起工作。所以在我們的實驗室 RoMeLa 裡面,我們開發機器人技術,讓世界變得更美好。
我們有一個消防員機器人,名字叫 Sarfire, 災難救援機器人,名字叫 Thor, 研究和教育方面的機器人,名字叫 Darwin。我們實驗室最令人驕傲的地方不是我們的機器人,也不是我們開發的技術,也不是我們發表的文章,而是我們的學生。
學生來到我們的實驗室學習機器人,他們學的不是知識,而是一種智慧,它将對世界對社會產生影響。如果你失敗,然後放棄,那麼一切就結束了。但是如果我們從失敗當中學習,它将成為成功的墊腳石。我要我們的學生去真正地相信樂觀主義的力量,他們具備創新的感知能力,他們有一股特别的能量來照亮他們的眼睛,這就是我喜歡 UCLA 的地方。
感謝邀請我來到這裡,我的名字是 Dennis Hong, 我是來自 UCLA 機械與航空工程學院的一名教授,我也是 RoMeLa 實驗室的總監,即 UCLA 的機器人和機械實驗室。我也是一個機器人科學家,我喜歡機器人技術并且制造機器人。
當我七歲時,也就是很久很久以前,我第一次看了《星球大戰》這部電影,順便說一句,第四部是第一個星戰系列。我仍然記得所有的激動人心的場面,所有的太空戰艦、光榮拯救者,這些激動人心的場面讓我大呼過瘾。在這部電影中,已經有出現兩個機器人了,你可能已經知道了,R2D2 和 C3PO,在電影裡面的叫法不一樣,但是我被它們深深吸引。所以在看完電影,回家的路上,我坐在車裡,告訴我的爸爸和媽媽,我要長大成為一個機器人科學家。我追随了我的夢想,今天我夢想成功地站在了這裡。
這兩個機器人,R2D2 看起來像一個垃圾桶,在當時,它真的是一種非常革命性的創造,沒有人想象過機器人可以像這個樣子。在電影裡面,他們以不同的形式移動。它可以用輪子來移動,用兩條腿來走路,有時候是三條腿,它們用許多不同的方式來行走。
我想,在我 7 歲的時候,我真的從這些機器人那裡深受啟發,潛意識裡面,它們也對我後來的研究工作產生了一定的影響。如果你看我們的研究工作,我們開發了許多運動機制,有三條腿的機器人能夠翻轉來行走的,它們利用了被動的運動機制。輪式腿的混合型機器人,它們是一種新型的機器人,用 6 條腿走路、爬升式的機器人,甚至還有阿米巴變形蟲式的機器人可以實現内外翻轉。還有腿型的機器人,兩條腿、三條腿、六條腿,可以實現跳躍、小跳的能力。這是全新的運動機制。
我想,在我小的時候我們也是受到 R2D2 機器人的影響,以研發出所有這些不同的伸縮功能。另一個方面,C3PO 是一個人形的機器人。人形機器人意味着,它有兩條腿兩只胳膊,有身體有頭。在電影裡面,C3PO 在環境中到處走動,幫助人們。
作為一個孩子,當時我真的被機器人可以這樣地在現實生活中幫助我們而深受啟發。人形機器人非常難建造,用兩條腿走路其實是非常難的一件事,還有其他的一些方面也非常難。那麼,為什麼我們需要人形機器人呢?
著名的建築學家 Louis Sullivan 曾經說過:形式跟随功能。意思是,物體的形式是受它的功能控制的。我們可能不應該問這個問題,為什麼我們需要人形機器人,我們應該問那些需要人形狀來完成的任務。
我有一個夢想,在将來,我想要機器人跟我一起生活,洗碗、倒垃圾,負責所有的家務。我敢聲稱,生活在人類環境中的機器人,這些機器人是具有人形特點的。
我們看看周圍,台階,台階設計的高度是讓人們走上去的。或者你的門把手安裝的高度,是讓人易于控制的。除非機器人采用人形,否則它們就無法對環境進行偵察,或者說設計工具來為人類服務。
或許你家裡已經有些機器人了,你家裡有沒有掃地機器人?許多人家裡已經有掃地機器人了。掃地機器人看起來并不像一個看門清理員,它不是那樣的。它看起來像一個大餡餅。為什麼具有這樣一個形狀是因為它只是單一任務的機器人,它只被設計用來掃地吸塵。它要避免一些路障,來到你的桌子下面,最佳的外形設計是圓盤狀。
如果你想機器人具有多任務,而不是單一任務,人形就變得重要了。我們進行了許多人形機器人的研究,比如應用在自然災害的救援現場,如果你到這些自然災害現場,它們可以挖掘物體、有這樣一些工具,它們需要做很多未預料的任務,所以人形在此類場景中非常重要。也有許多其他的應用案例。
就物流行業來說,用人形機器人來搬動箱子,就老年人的照護來說,老齡化越來越嚴重,我們需要更多的人力來照顧老人。還有,遠程呈現,這些任務的完成都需要人形的機器人。
在我們的實驗室中,在過去二十年當中,我們創造了各種各樣的機器人,現在讓我用一分鍾的時間,來給大家看幾個案例,說一說幾款激動人心的機器人。這個機器人叫做 Darwin OP,它是一個開源式的人形機器人,用來服務于研究和教育的目的。
這是 Charli,它被認為是美國第一款全人形機器人,Thor 這款機器人應用到自然災害的救援,Sarfire 用來進行救火的機器人,它為美國空軍海軍服務,用于在海軍船艦上的消防救火場景。除此之外,我們還開發許多大的和小的人形機器人,近百種機器人。
今天,我非常激動地給大家展示我們最新的人形機器人,相信我,沒有比這更激動了,它叫 ARTEMIS。首先是 2010 人形機器人 Darwin-OP, 緊随而來的是美國首個全人形機器人叫 Charli,以及自然災害救援機器人,名叫 Thor 2014。
這個機器人是通過社會眾籌來建造的一個機器人,眾籌的方式獲得了研發資金。這款機器人,用了尚未存在的全新的技術,所有器件我們采購不到,除了計算機、攝像頭、螺絲和螺母、電線之外,我們設計了其他的每個部件,我們在實驗室當中完成生產。尤其是齒輪,我們設計并切割了齒輪,我們必須自己繞線圈,制造了所有的磁力部件。
機械工程方面的機器人,當我看到它的誕生,我覺得看起來很性感。如果我有時間的話,我會談一下拓撲優化技術,這是用來設計 ARTEMIS 這款機器人的,是不是看起來很漂亮?
最後,我們把所有的機器人的下部身體組裝起來,然後去做動作量程範圍測試。這個機器人比人的動作量程更廣泛,除了腳踝部分無法實現人類的動作之外。這款機器人的設計不僅僅為了能夠走路,這是一款非常有活力的機器人,它可以跳可以跑,可以做各種活動的機器人,所以你能夠看到在這個機器人平台上我們要實現哪些事情。這是我們實驗室推出的一款非常令人振奮、超級具有活力的機器人。
這就是我們去年夏天推出的 ARTEMIS,上面寫着 ARTEMIS 即将問世。問世的時間就是現在了,我非常興奮地給大家展示 ARTEMIS 這款機器人。對于大家知道機器人的人來說,大家會驚掉自己的下巴。這款機器人,我們在戶外進行測試,沒有任何的安全線輔助。這是一次非常大膽的聲明,我們在戶外測試了兩個星期,我們在草坪上、石子路上,它沒有跌倒。
順便說一下,ARTEMIS 是代表先進的運動性能得到提升、穩定性得到提升的機器人技術。正如我提到的,機器人不會摔倒。我們踢他,你看到它不會跌倒。我沒在開玩笑,我們踢得一點也不輕,我們真的想踢倒它。從側面踢倒有點困難,機器人還不能做到跨越的動作。但是它仍然能夠保持平衡。
我們看一下從後面來推他,它顯得更為強健。我們可以推它可以踢它,我們真的用了很大的力氣,最終能夠看到這個機器人是非常穩固的,沒有辦法踢倒的。我們把力度加大一點,用一個球砸它,這個實驗對工作人員來說是一個好的運動機會,這是一個 5 厘米高的障礙物,順便說一下,這個障礙物并不是用來測試視網域的。
我們并沒有用任何的攝影機,只是用來測試被動的反應的。讓我們用一些更為随機的物體,一個 5 厘米厚的海綿板,這是一個非常難以跨過去的障礙物體。你還可以看到很多的紙盒,即使踩在這些物體上,它還是不會跌倒。
現在,我們讓機器人跑起來,這是世界上第三款可以跑步的機器人,也是世界上第一款人形跑步機器人。我們試圖讓它在我們的樓裡面走路,它一口氣走了 260 米,中途沒有停下,順便說一下,這都是它自發的,我們并沒有對它進行控制,機器人用攝影機觀察周圍情況,它在嘗試識别障礙物和路線。
你可能感興趣,機器人怎麼理解路線,讓我們看看機器人看到了什麼。機器人視角用了立體的攝影機,并沒有用照明功能,它通過攝影機處理後顏色去理解道路,然後做出自己的決策。
這款機器人可以以每秒 2.1 米的速度行走。這是世界上行走最快的機器人。我提到過的,它還能跑,能跑多快?我們在實驗室的空間不夠,不能測定它能跑多快。我相信它是跑得最快的人形機器人。
現在,我們讓機器人做點更為有意義的事情,它在搬箱子,這個空箱子,它做得很不錯。我們給它一個更加難一點的任務,這次是一個很大的箱子,大家可以注意到,當它在行走過程中,它在主動地保持平衡。它做得很不錯。推車和拉車怎麼樣?
現在我們說是,我們并未設計新的行為,我們只是讓他朝推車走去。它做得也很不錯。對于那些了解機器人的人來說,你會對接下來呈現得大為吃驚。這是非常大膽的嘗試。在室外測試機器人,沒有部署任何的安全險。大家看一下,它能夠從草坪移動到石板路面,它能夠勝任不同地形上進行行走,我們對這款新的機器人感到非常興奮。
再一次,ARTEMIS 代表先進的運動性能得到提升、穩定性得到提升的機器人技術,然而,在我們的實驗室,我們對這個名字的解讀還有另外一種說法。ARTEMIS 意味着能夠超越梅西這位足球運動員的機器人。因為它能夠踢足球。
在我們的實驗室有許多機器人的足球比賽,其中一個叫做 Robocup。這是一場國際自動驅動的機器人足球大賽。所有把做的機器人聚在一起,讓他們做足球比賽。
這期間,不通過遠程來控制它們。它們自行觀察周圍,踢球。完全實現了自發的動作。Robocup 最酷的地方是,這場比賽的最終目的是,到 2050 年,我們希望 2050 年有一支機器人的足球隊能參加世界杯,然後努力讓機器人隊伍獲勝,這是我們官方的目标。
朝着這個目标,我們在開發新的技術。順便說一句,我們獲得了五次冠軍,這是在 8 年前。上一次,即 8 年前,我在頒獎典禮上會大家宣布,我們已經赢了 5 次,我們期望其他隊伍能夠赢,所以我們就不再參賽了。
但是,如果在将來真的出現颠覆性的新技術的話,那時,我們會重返 Robocup,這就是今年,所以今年的 Robocup,今年的比賽在法國波爾多進行。讓我給大家展示一個視頻,這是當時對德國隊比賽的場景,我們有兩位 ARTEMIS, 其中參與的人員是我的學生,他們不能觸碰機器人,如果一旦觸碰了,就失去了比賽資格。
規則是,真人必須站在機器人之後,出于安全的考量。所以一切都是自發的,沒有人控制任何東西,也沒有人觸碰任何東西。這是自由踢球,這是第一個進球。這些機器人是完全自主控制的,有時候,我們不知道機器人在思考什麼。
如果你們看機器人的頭,可以知道它們在看什麼,可以推斷它們即将做什麼。你可以看到我們有多享受這個比賽,非常的激動人性而有趣。所有的機器人是最快的,也是最強壯的!最快速的、最強壯的機器人不代表一定能赢,時隔八年,我們有了一支全新的隊伍。下一年,将在荷蘭舉辦!我們很興奮帶隊再去參加!
其實我在社交媒體上也是非常活躍,我比賽完畢之後,我打開了 Instagram,我多了大概三千個粉絲,正是這個比賽幫我吸收了更多的粉絲。比爾 · 蓋茨,當時有 6800 萬粉絲。第二天,我發現他寫了這句話," 非常興奮能夠看到 ARTEMIS 參與了 2023Robocup"。
他邀請了我們,去西雅圖。我們有了一次很好的交流。我不知道你是否察覺到,如果,你看 ARTEMIS 機器人的大腿上是比爾 · 蓋茨的籤名,這非常酷。
許多人問我們,需要多久時間才能做出 ARTEMIS 呢?這很難說,這是一次持續性地開發和創新。2018 年我們開始有了這樣的想法,我們當時說希望能夠研發出能夠控制自己行動的機器人。随着一些初步的計算,以及數學科學家告訴我們,這個想法可以實現。那麼我們就決定去做吧。
正如我說的,在 2019 年的時候,我們有一個眾籌基金,我們眾籌的能力很強。2020 年疫情暴發,我們不得不關了我們實驗室,但是它不能停止我們的腳步。我們重新回到了實驗場景,但是是分散的方式,有的在宿舍工作,在學生公寓。
我給大家看一下這款機器人每個月取得的進度更新。2022 年 1 月我們做了一個模拟,第一次試着讓機器人站起來,2022 年 3 月,做到了第一次的平衡,我們讓地面震動起來,試着推它仍然還能平衡。它的腳在彈動,我們還試着擊打它,對不起。4 月的時候,幾乎能走了,還不太行。這種情況經常發生。7 月,我們完成了上肢的組裝,并進行了測試,我們找到了問題所在,我們發現了一些漏洞。我們重新裝了新的測算器。10 月是第一次穩定的走路,是一次長足的進步。11 月,把它們帶到實驗室之外,這是一個大的活動。
2022 年 12 月,比較大的一個災難,機器人碎了。如果我有時間,我願意介紹我們所經歷的失敗。我們沒有放棄,我們從失敗中學習,并改進了我們的機器人。1 月,第一次跑步。3 月的時候,我們第一次去戶外,就像我說的,每兩個星期,我們把它們帶到 UCLA 的校園。學生們很喜歡她。3 月,我們做了首次的發布。這就是 ARTEMIS。
我們還有很多東西沒分享,時間有限,孩子的時候我就喜歡機器人,跟大家講了為什麼開發人形機器人,三年前你問我你覺得人形機器人什麼時候能跟我們一起生活,我覺得我可能能看到,我這輩子能看到,我們就很幸運,但是我們需要更加努力。
但是如果今天,你還問我同樣的問題,我開始改變想法了,随着 ARTEMIS 的誕生,未來可能比我們想象的來得更快。你怎麼看?将來,你覺得人形機器人幫我們整理屋子、清掃垃圾,或者到 2025 年機器人能參加世界杯,并取得勝利嗎?或者在将來,它能夠參與自然災害的救援嗎,能夠拯救我們人類的生命嗎?
我有一個夢想,抱有希望,在将來,我已經老了,我可能跟孫子輩的人看電視,當時可能是三維影像的電視。在新聞裡,某處大樓着火了,機器人去哪兒,拯救人們,然後我告訴我的孫子,那個機器人,是你爺爺開發的,多麼酷啊!
為了這樣的将來,我們會持續我們的研究,謝謝大家。
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