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大家好，我是科学羊🐑！ 周末愉快，今天是五月第二个周日，祝福天下母亲节快乐🎉～ 今天开始会增加一个新的更文栏目——机器人相关的知识，可以说机器人是整个工程学的顶尖技术了，分享这部分的原因是想让大家可以提前了解科技前沿的知识。 另外，能大家分享这方面的知识，是因为这是笔者的专属行业。 而且我跟随的师傅是机器人工程学的博士生导师，我也在持续向她学习。 所以，未来会打通这个领域的知识构建成体系给大家分享，另外还有AI方面的体系科普也会随之而来。
机器人分类「科学羊设计」 首先说一下，机器人的分类还是比较复杂的，大家可以看我以前整理的这个图，如果大家喜欢，以后专栏节目篇专门再慢慢给大家拆解。 今天我们主要谈“人形机器人”，以及它最近的发展！ 01 人形机器人🤖Atlas 人形机器人到目前为止发展怎样了，大家先看一个2个动图就知道了。
这是在2024年4月19日，波士顿动力（Boston Dynamics）以一种另类艺术的方式宣布了一个重要转折：历时11年的老版人形机器人Atlas退役，新一代电动人形机器人登场，名字依旧叫Atlas。 波士顿动力公司（Boston Dynamics）是一家美国工程和机器人设计公司，以其先进的机器人开发技术闻名。 该公司成立于1992年，由麻省理工学院（MIT）的马克·雷伯特（Marc Raibert）教授创办，最初是麻省理工学院的一个分支机构，后来独立运营。 这家公司自成立以来一直专注研发各种特种机器人，感兴趣的可以查下资料，我们先了解下关于人形机器人以前的故事： 其实，在人形机器人领域，最初的目标只是让它们能平稳行走。 然而，就这么一个你以为的简单任务曾经让无数开发者绞尽脑汁，而且差点耗尽财务。 除了波士顿动力（Boston Dynamics），当时几乎所有的人形机器人都在烧投资人的钱，甚至连一个稳定的步态都难以实现。 而波士顿动力，即使在克服了行走难关后，也曾公开表示不打算商业化双足机器人，认为四足机器人更能胜任大部分任务，并且技术难度低得多。 波士顿动力更多地将人形机器人视作科研工具，用以探索更好的控制动作和平衡的方法，这些方法同样可以应用于四足机器人。 即便如此，一台四足机器人也要卖到几千万美元。 所以，市场资本家其实是非常不看好人形机器人，他们认为投资人形机器人就是浪费钱💰。 然而，新的技术突破似乎已经出现。 近年来，双足行走的技术门槛大幅降低，与此同时，Transformer模型的广泛应用，使得机器人在多模态大语言模型的辅助下能够完成更多任务。 哪怕行走速度稍慢，人们也开始更多地考虑机器人行走后的实际用途。 02 为什么选择电驱？ 为什么最初选择液压系统而不是电动马达呢？液压系统在两个方面具有无可比拟的优势： 功率密度：液压系统的单位体积功率密度远远高于电动马达。 如果机器人需要类似人类的关节形态和尺寸，那么难以找到足够小且能瞬间爆发出几百公斤支撑力的电机。 无级调速：液压系统可以实现关节部位的无级调速，力的控制非常平滑。 比如在地震救援中，液压手臂抬起重物更加稳定，而电动马达可能会产生震动，造成二次伤害。
然而，液压系统的缺点也显而易见。例如，液压管线压力高，容易爆裂，喷出的液压油令人望而却步。 面对家庭市场，人们更倾向于接受一个动作不那么灵活但干净的电动马达机器人，而不是一个一旦损坏就可能喷油的“液压忍者”。 人们肯定不喜欢！
液压版Atlas的商业化前景可能仅限于军方，而波士顿动力的其他四足机器人如大狗（Big Dog）、小狗（Little Dog）、猎豹（Cheetah）、野猫（Wild Cat）、跳蚤（Sand Flea）等更有可能获得军方订单。 这些四足机器人设计用于复杂环境的救援，具备出色的越野能力和任务执行可靠性。 波士顿动力早期设计“飞檐走壁”机器人，源于一个DARPA项目。 DARPA，全称“美国国防部高级研究计划局”，是研发先进军事科技的美国政府机构。 2008年，DARPA需要测试一系列军事防护服的性能，要求一个能做各种动作的机器人来模拟衣服磨损和汗水腐蚀。 波士顿动力的最初版机器人PETMAN中标，并完成得相当出色。 此后，DARPA希望进一步优化这个测试仪器，推动机械战警式的高端救援机器人研发。 03 近年来崛起的机器人企业 近年来，双足机器人领域涌现了几个新竞争者，如Agility、1X、Apptronik、特斯拉的Optimus和Figure。
Agility的机器人可爬楼梯、蹲下、进入狭小空间，完成货物装卸任务。
1X的机器人像家庭保姆，能整理房间、捡拾地面物品、倒咖啡。
Apptronik
特斯拉擎天柱Apptronik和特斯拉的机器人可进行基础走动，更像流水线上的工人。
Figure Figure的机器人侧重手部动作，具备高级视觉和语言智能，能边说话边执行任务，如挑选食物。 这些机器人更符合家用或公共服务机器人的需求。虽然它们的运动能力不及飞檐走壁，但已足以胜任大部分任务。 人形机器人最重要的技术其实是双足控制。 双足行走控制的三大关键技术突破是：
2024年的GTC大会上，英伟达发布了多模态人形机器人的通用开发平台Project GR00T。
GR00T model 这个平台具备自然语言理解、视觉模仿、生成式AI模型植入、仿真模拟等功能，极大降低了开发难度。 仅仅5年前，许多双足机器人公司还可以依赖这些功能赢得巨额风投。 如今，英伟达把这些功能通过开发平台的方式公开，吸引了无数创业者的目光。 今天，许多人分析认为，机器人需要人形，因为人形更具交流感和购买欲。 其实人形机器人之所以今年会猛增发展，主要还是因为多模态大语言模型的支持！
有了多模态大语言模型的支持，未来的机器人不仅能平稳行走，还能在物体识别、语言理解、动作学习等方面取得重大进展，让机器人保姆的科幻世界离我们更近，也许5年，也许10年。 总之，随着技术的突飞猛进，人形机器人正从噱头走向实用，未来的可能性正无限扩展。 总结： 这次波士顿对机器人的改革我也挺惊讶，我们总认为这家公司总是下血本投入，但回报不高。 而这次电驱的变化，我认为对他们来说就是降维打击，我相信未来人形机器人进去家家户户真的不在只存在电影里，而是现实的真真切切！ 好，今天就先这样～ 科学羊🐏 2024/05/12 祝幸福~  母亲节快乐 参考文献 [1].https://www./course/article?id=zl12vGeNAM0YVpPe9zVdmxjOQBP5oL [2].卓克*科技参考*3 感恩关注，科学羊持续为您带来最好的科普知识」 |
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