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波士顿动力Atlas机器人全新升级:从翻跟头到进厂打工,动作如人类般流畅

波士顿动力的 Atlas 机器人再次出现啦!最初它带有液压“电缆尾巴”,如今已变成全电动 AI 增强版。这个机器人不但会翻跟头、跳街舞,还学会了倒立侧翻,甚至开始进入工厂打工搬运零件。由于动作捕捉技术与强化学习的助力,Atlas 的动作愈发像人类,并且它的目标从展示技巧转变为实际应用。

最近,国内各种人形机器人轮番上阵,效果一个比一个炸裂。

作为人形机器人的老牌玩家,波士顿动力终于还是出手了!

昨天,他们放出了一段演示,时长为一分钟。在这段演示中,可以看到 Atlas 不仅能够奔跑,还能够攀爬,同时也能够翻跟头以及跳街舞。

这次,他们使用了一种强化学习策略,这种策略是利用动作捕捉技术开发出来的。从视频效果方面来看,确实“像个人”。

爬行机器人的基本结构_小学生爬行机器人的原理_

翻跟头跳街舞不在话下

Atlas机器人走路越来越像人了!

不怪他们特别强调其使用了强化学习策略。

看起来没少学习人的走路姿势。

小学生爬行机器人的原理__爬行机器人的基本结构

不只是走起来更像人了,Atlas跑起来也更象人类了。

起步前倾开始发力,快到终点时还有减速的动作。

小学生爬行机器人的原理__爬行机器人的基本结构

不仅走、跑更像人了,现在连爬都学会了。

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除了上述基本的走、跑、爬之外,Atlas还学了一些花活儿。

比如,像下面这样翻个跟头。

只不过这次蹲下去的时候没怎么站稳,差点摔倒了。

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不仅能向上面那样翻跟头,还能转过身来翻。

他好像翻跟头之前还调整了一下!

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接下来的动作难度就更大了。

Atlas机器人还学会了倒立翻跟头。

这个动作让人直接傻掉了!柔韧的人也无法做到在空气中把腰转过一圈。

同时头的方向没变!

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接下来是一段Atlas的传统技能,街舞。

看起来它的这个祖传技能还是没有丢的。

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最后一段是一个看起来最高难度的动作,倒立侧翻。

视频中Atlas完成的也是比较轻松。

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Atlas是怎么做的

国地共建具身智能机器人创新中心学术委员会主任张强进行分析后指出,Atlas 呈现出了全尺寸(1.8 米级)机器人运动控制领域的三项具有突破性的进展。

首先,新型电驱一体化关节结构的强化学习(RL)框架已经达成了全动作域的覆盖。借助轨迹跟踪与动作模仿(mimic RL)技术,人类的基础运动模式得以成功地被复现。

其次,硬件平台验证了机器人动作实例化路径的可行性。这种路径是基于动画领域的高阶表征(AI4Animation/Animation HOI)。

最后,系统性工程化能力构建出了一种可扩展的机器人控制范式。这种范式为后续高阶规划器以及通用运动控制器(包括高斯算法体系和高斯球算法体系)的研发奠定了基础。

当前,几乎所有前沿人形机器人研究者都能意识到全尺寸人形实现强化学习动作模仿意味着什么。如果一条轨迹都能够被如此精确且稳定地跟踪,那么本质上,生成模型的一切思想都可以被引入到任意动作生成领域。

当前技术边界主要体现在非结构化环境感知领域。在动态干涉约束下的主动视觉感知系统方面,比如自由度耦合的布局识别等,仍缺乏理论突破。在端到端在线建图(online mapping)方面也缺乏理论突破。在基于人类行为表征的感知 - 动作闭环(human - VLA)等方向同样缺乏理论突破。

动画领域借助全身控制器研究获取了部分先前的知识,而面向真实物理世界的具身智能系统则需要构建新的感知运动协同框架。

值得关注的是,现有的技术路线明确了硬件架构与基础控制层的收敛方向。产业界会加速推进感知、规划、执行的全栈技术整合。这预示着人形机器人技术将进入极为重要的非线性发展阶段,各家机构的差距会进一步加大。

Atlas的发展史

Atlas 机器人在机器人技术领域具有标志性意义,它主要经历了以下这些发展阶段。

起源

Atlas 的历史能够追溯到一个早期项目,这个项目是美国国防高级研究计划署(DARPA)的,名为 PETMAN(保护整体测试模型)。

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早期发展(2013-2015)

2013 年 7 月,Atlas 初次展露风采。它是一个液压双足机器人,起初是由 DARPA 提供资金支持的,并且主要致力于搜索和救援任务。

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它起初需要借助外部电源来提供支持。早期的 Atlas 主要有这样一个特点,即需要通过一根长长的线来进行供电,在早期的 Atlas 身上通常都能看到一根长长的“电缆尾巴”。

2015 年年初的时候,是为了能够参加在六月初举行的 DARPA 机器人挑战赛,Atlas 进行了一次自身的进化。

重新设计后的 Atlas 拥有了“大电池背包”,因此摆脱了电缆的束缚。

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新版技术阶段(2016)

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2016 年 2 月 23 日,新版本的 Atlas发布。

这款被称作“HD Atlas”的机器人,能够去执行上一代人形机器人难以做到的任务,甚至是无法完成的任务。

敏捷性与动态运动能力的提升(2017-2019)

在接下来的几年中,Atlas 的敏捷性有了持续的提升。在接下来的几年中,Atlas 的动态运动能力也有了持续的提升。

2017 年 11 月,Atlas 具备了跳上盒子的能力,在跳跃过程中能够转动 180 度,并且还能完成一个后空翻。

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2018 年 5 月,Atlas 具备在不平坦的草地上奔跑的能力。同时,Atlas 也能够跳过草地上的木头。

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能力进一步提升与跑酷(2020-2024)

2020年,Atlas已经能够完成整个跑酷过程 。

2021 年 8 月,波士顿动力公司进行了展示。展示的内容是两台 Atlas 机器人一同完成跑酷。跑酷的动作包括跳跃、走平衡木以及跳马。

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液压终结,电力驱动,AI增强(2024)

2024 年 4 月 16 日,液压 Atlas(HD Atlas)开始进入退役状态。

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2024 年 4 月 17 日,这是液压 Atlas 退役后的第二天。在这一天,波士顿动力公司正式推出了全新的全电动 Atlas 机器人。

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这一举动意味着 Atlas 发展历程出现了重大转变,也预示着人形机器人技术进入了新的时代。

电动 Atlas 的一个重要增强点在于集成了人工智能和机器学习能力。

展望未来,Atlas这样的机器人拥有巨大的发展潜力。

首先展示一个最新版电动 Atlas 的功能。这个功能十分“酷炫”。它能够在现代汽车工厂里搬运零件,并且还具备无极转身的能力。

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这次还不是他们首次放出类似的视频片段。

本月早些时候,波士顿动力将 Atlas 机器人“进厂打工”的视频进行了公布。

他们表示正在让 Atlas 学习摆放零件。他们认为,只有当机器人在真实世界里能够出色地完成工作时,它才具有价值。

这似乎和大家脑海中那个仅仅只会跑酷、展现空翻的 Atlas 有所不同。

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在波士顿动力所放出的这段视频当中,Atlas 以往那种无所事事的“街溜子”模样发生了改变,它开始在工厂里认认真真地干活了。

视频里它首先开始练习从狭窄的料架上拾取零件,以此来增进手部的灵活性。同时,它还在不断地熟悉周围的环境。

尽心尽力地干活儿。

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波士顿动力公司 CEO Robert Playter 表示,我们与 RAI Institute 展开合作,汇聚了世界上两家处于领先地位的机器人组织,目的是助力加快 Atlas 机器人的核心能力,让它成为人们生活中极为宝贵的工具。

大约一年前,波士顿动力公布了他们全新的 Atlas 机器人,宣称它具备更快的速度、更强的力量、更紧凑的体型,并且更加整洁。

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波士顿动力拥有建造有影响力机器人的相关经验。其中最为重要的一点在于具备将大目标拆解为实际问题的能力。

一个好的问题能让人屏蔽噪音,专注于真正重要的部分。

比如,针对技术问题里最为困难的那部分,还有风险最高的那部分,同时要提供比现有的解决方案更具实际价值的东西。

最近,波士顿动力为 Atlas 找到了首个任务且是量身定制的。这个任务从在工厂做零件排序开始,他们正在把 Atlas 投入到制造领域当中。

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Atlas 机器人历经十余年。它完成了从液压到电动的转变。它也完成了从炫技到实用的转变。这是一次华丽的转身。

波士顿动力借助 AI 的力量,使得 Atlas 的动作更加贴近人类。同时,也让 Atlas 开始切实地步入现实生活之中。

未来,这位「跑酷王」还会解锁哪些新技能?

参考资料:

本文的出处是微信公众号“新智元”,作者是新智元,36 氪获得了发布的授权。

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