4月19日，雨后的北京分外清涼，人形機(jī)器人半程馬拉松吸引眾多目光。當(dāng)天10時(shí)11分左右，首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松迎來(lái)首位撞線“選手”——天工Ultra，用時(shí)2小時(shí)40分42秒。
天工Ultra身高180cm，體重55kg，具備開(kāi)源開(kāi)放性和兼容擴(kuò)展性，可以靈活擴(kuò)展軟、硬件等功能模塊，已具備帶有視覺(jué)感知的泛化移動(dòng)能力，能輕松應(yīng)對(duì)溝壑、大高度差等復(fù)雜地形。
北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心首席技術(shù)官（CTO）唐劍。受訪者供圖
天工Ultra由北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心研發(fā)。北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心首席技術(shù)官（CTO）唐劍談及天工奪冠表示，“天工整體表現(xiàn)是非常符合預(yù)期的，主要是指它的整體速度以及完成時(shí)間。也不用避諱，大家都看到天工中途有一次摔跤，那是因?yàn)殡姵厥В@也是偶爾會(huì)出現(xiàn)的故障”。
唐劍介紹，這次比賽主要是對(duì)機(jī)器人的硬件以及軟件的運(yùn)動(dòng)算法，或者說(shuō)機(jī)器人的“小腦” 穩(wěn)定性、可靠性的一次極限的測(cè)試。天工機(jī)器人的“小腦”也是國(guó)地共建具身智能機(jī)器人創(chuàng)新中心“慧思開(kāi)物”平臺(tái)的一部分，測(cè)試是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。
唐劍認(rèn)為，目前具身智能的ChatGPT時(shí)刻還沒(méi)有到，需要對(duì)機(jī)器人模型的架構(gòu)能力升級(jí)，進(jìn)行顛覆式的升級(jí)。年中機(jī)器人自主導(dǎo)航將有突破，明年人形機(jī)器人馬拉松將不需要領(lǐng)跑員。希望人形機(jī)器人走入工業(yè)、商業(yè)、生活場(chǎng)景，能夠7X24小時(shí)不間斷穩(wěn)定地工作。
4月19日，首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松，天工Ultra首個(gè)沖線。新京報(bào)記者 李木易 攝
表現(xiàn)符合預(yù)期
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：本次天工Ultra的表現(xiàn)是否符合預(yù)期？
唐劍：天工整體表現(xiàn)還是非常不錯(cuò)的，主要是指它的整體速度以及完成時(shí)間。大家看到天工中途有一次摔跤，那是因?yàn)殡姵貨](méi)電了，換電后很快便恢復(fù)了奔跑狀態(tài)。本次全程只用了同一臺(tái)機(jī)器人便完成了整個(gè)半程馬拉松比賽。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：電池更換次數(shù)能更少？
唐劍：我們特別希望一臺(tái)機(jī)器人完成全程，電池?fù)Q了三次，一塊電池大概能跑六七公里。我們對(duì)電池容量、電量的選擇斟酌再三，做了很多測(cè)試，現(xiàn)在用的是15安的電池，如果加大加倍，更換電次數(shù)會(huì)減少一倍，但會(huì)增加機(jī)器人的重量，可能影響速度以及步態(tài)。目前是平衡各方面因素最終做一個(gè)最優(yōu)的選擇。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：賽場(chǎng)上天工Ultra如何完成比賽？
唐劍：我們的機(jī)器人前面是有一位領(lǐng)跑者，這是無(wú)線跟隨技術(shù)，是一種半自主的，不用遙控器方式。領(lǐng)跑者是一位運(yùn)動(dòng)員，身上有UWB標(biāo)簽，機(jī)器人身上有無(wú)線的發(fā)射器，負(fù)責(zé)發(fā)射無(wú)線信號(hào)并且回收，然后利用算法與領(lǐng)跑者保持相對(duì)固定的距離和角度，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。然后后面兩個(gè)人員主要是起到保護(hù)作用。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：為完成本次比賽做了哪些準(zhǔn)備？
唐劍：天工在備賽過(guò)程中做了大量訓(xùn)練和測(cè)試，還要去做極限測(cè)試，并針對(duì)各種復(fù)雜地形進(jìn)行測(cè)試，以及還有跟隨算法的測(cè)試。
為了奪冠軟硬兼施
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：天工奪冠主要原因是什么？?jī)?yōu)勢(shì)有哪些？
唐劍：在硬件方面，首先為天工的“本體”做了輕量化和低慣量的設(shè)計(jì)，盡量減重，同時(shí)把踝關(guān)節(jié)以及膝關(guān)節(jié)盡量往上提升，讓腿部的慣量比較低，腿部跑起來(lái)比較輕盈；其次，對(duì)一些關(guān)節(jié)模組的導(dǎo)熱設(shè)計(jì)做了優(yōu)化，讓它能很快達(dá)到熱平衡，而不是讓關(guān)節(jié)的溫度持續(xù)上升，因?yàn)樯仙揭欢囟龋@個(gè)關(guān)節(jié)會(huì)失效，這樣機(jī)器人會(huì)摔倒；第三，在腳底做了一些緩沖的設(shè)計(jì)，盡可能減少對(duì)關(guān)節(jié)膜、對(duì)腳底板以及關(guān)節(jié)模組的磨損。更重要的是，天工的腿比其他賽隊(duì)的機(jī)器人要長(zhǎng)，跑得比較快。
在軟件方面，運(yùn)控算法做了很多優(yōu)化。一是要在步頻、步幅、步態(tài)上做非常平衡的最優(yōu)選擇。二是奔跑的算法用了最先進(jìn)的強(qiáng)化模擬學(xué)習(xí)。強(qiáng)化模擬學(xué)習(xí)是要模仿人類，試采人類運(yùn)動(dòng)員跑步的數(shù)據(jù)，讓它盡可能接近運(yùn)動(dòng)員。因?yàn)槿祟愡M(jìn)化了千年，跑步跑得快一定是有它的道理，我們把采集到的人的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到強(qiáng)化學(xué)習(xí)的架構(gòu)中。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：本次比賽展現(xiàn)了哪些技術(shù)優(yōu)勢(shì)？
唐劍：這次比賽主要是對(duì)機(jī)器人的硬件以及軟件的運(yùn)動(dòng)算法，或者說(shuō)機(jī)器人的“小腦” 穩(wěn)定性、可靠性的一次極限的測(cè)試。天工機(jī)器人的“小腦”也是北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心“慧思開(kāi)物”平臺(tái)的一部分，測(cè)試是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。
今年3月12日，我們發(fā)布“慧思開(kāi)物”的平臺(tái)，這是一個(gè)一腦多能、一腦多機(jī)的通用具身智能平臺(tái)，這個(gè)軟件平臺(tái)最主要功能是支持其他機(jī)器人應(yīng)用開(kāi)發(fā)商以及系統(tǒng)集成商基于該平臺(tái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，平臺(tái)上有非常強(qiáng)大的AI的能力。
AI的強(qiáng)化學(xué)習(xí)屬于實(shí)戰(zhàn)派，算法開(kāi)始可能是個(gè)小白，放到實(shí)際環(huán)境中不斷試錯(cuò)，起初可能會(huì)摔倒，跑得很慢，跌跌撞撞。然后它在訓(xùn)練過(guò)程中不斷地試錯(cuò)，越來(lái)越強(qiáng)。強(qiáng)化學(xué)習(xí)的最大優(yōu)勢(shì)是泛化能力比較強(qiáng)。實(shí)戰(zhàn)派遇到什么情況都可以應(yīng)付。在奔跑過(guò)程中，可能會(huì)遇到轉(zhuǎn)彎、上坡、下坡以及坑洼地滑等等，都有比較好的應(yīng)對(duì)。
具身智能的ChatGPT時(shí)刻還沒(méi)有到
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：機(jī)器人如何泛化？
唐劍：泛化能力與大模型的泛化能力有類似的地方，一是數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)的增多也不一定能完全解決。現(xiàn)在大模型已經(jīng)展現(xiàn)出比較強(qiáng)大的泛化能力了，但是機(jī)器人的操作和語(yǔ)言，與語(yǔ)言大模型不同。目前具身智能很大程度上照搬了語(yǔ)言大模型。機(jī)器人模型的結(jié)構(gòu)和架構(gòu)，可能也需要比較顛覆式的突破和進(jìn)展，可能不只是數(shù)據(jù)的堆疊和積累。可以認(rèn)為是目前具身智能的ChatGPT時(shí)刻還沒(méi)有到。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：機(jī)器人對(duì)物理世界的認(rèn)知還是有限？
唐劍：是的。泛化能力有兩方面，一是大腦的規(guī)劃能力，這有非常大的難點(diǎn)，要學(xué)習(xí)物理的規(guī)律。看到物品后需要大腦規(guī)劃如何操作，這個(gè)比較難，要比較強(qiáng)大的泛化能力。
還有手部操作也要比較強(qiáng)大的泛化能力，進(jìn)入家庭生活場(chǎng)景，光照、桌子、窗簾等紋理都不一樣，如何操作是難點(diǎn)，比方杯子類型豐富多樣，是否有模型可無(wú)差別拿起杯子，可能不單單是數(shù)據(jù)的積累，可能需要對(duì)模型的架構(gòu)能力升級(jí)，甚至是顛覆式的升級(jí)，這可能比較重要。
希望機(jī)器人能夠7X24小時(shí)不間斷穩(wěn)定地工作
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：后續(xù)技術(shù)如何迭代？
唐劍：我們會(huì)非常關(guān)注產(chǎn)業(yè)化的落地，第一階段先開(kāi)始在工業(yè)和泛工業(yè)場(chǎng)景做一些巡檢類及簡(jiǎn)單的操作類的工作。第二階段會(huì)在商業(yè)的場(chǎng)景提供商業(yè)服務(wù)，完成打包、掃碼等相對(duì)比較復(fù)雜的操作。第三階段會(huì)走入生活和家庭，去扮演像保姆、管家等角色。
最終希望人形機(jī)器人走入工業(yè)、商業(yè)、生活場(chǎng)景，能夠7X24小時(shí)不間斷穩(wěn)定地工作，這是參加這次比賽的重要目的，我們會(huì)持續(xù)迭代不斷提升。同時(shí)也有一系列的研發(fā)計(jì)劃，會(huì)去占領(lǐng)具身智能技術(shù)制高點(diǎn)。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：具體有哪些技術(shù)需要迭代？
唐劍：比如像這次馬拉松比賽，大家可能覺(jué)得自主導(dǎo)航是很成熟的技術(shù)，但也不盡然。自主導(dǎo)航在自動(dòng)駕駛上是開(kāi)發(fā)了非常多年，相對(duì)比較成熟。但人形機(jī)器人全身的關(guān)節(jié)很多，控制完全不是一個(gè)層次，控制復(fù)雜度是幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)。
人形機(jī)器人的自主導(dǎo)航在產(chǎn)業(yè)界沒(méi)有比較標(biāo)準(zhǔn)的參考性設(shè)計(jì)，自動(dòng)駕駛的算法也絕對(duì)不可能直接應(yīng)用到機(jī)器人上。比如路徑規(guī)劃的算法，可能可以借鑒自動(dòng)駕駛的算法，但機(jī)器人能非常完美遵循規(guī)劃軌跡其實(shí)極其難，這個(gè)是非常大的難點(diǎn)。我們目前正在攻關(guān)這個(gè)難點(diǎn)。
已小批量生產(chǎn) 很快會(huì)具備自主導(dǎo)航能力
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：這個(gè)機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)了嗎？
唐劍：我們會(huì)有天工2.0機(jī)器人很快實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，并且開(kāi)始逐步投入一些場(chǎng)景的應(yīng)用。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：2.0是Ultra版本嗎？
唐劍：不是的，Ultra版本是運(yùn)動(dòng)型的機(jī)器人，最明顯特征腿比較長(zhǎng)，主要是為提升運(yùn)動(dòng)性能。天工2.0也有不同的版本，有七軸機(jī)械臂帶五指靈巧手的，能更好支持上肢具身智能相關(guān)的操作。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)：明年是否還會(huì)參加機(jī)器人馬拉松？是否還需要領(lǐng)跑員與陪護(hù)員？
唐劍：我們很快會(huì)具備自主導(dǎo)航能力，現(xiàn)在已經(jīng)在研發(fā)，很快就能展示出全自主的導(dǎo)航。這樣天工將不再需要人類引導(dǎo)參加馬拉松，明年的機(jī)器人馬拉松有望看到無(wú)人引導(dǎo)的天工在奔跑。
新京報(bào)貝殼財(cái)經(jīng)記者 陳維城
編輯 徐倩
校對(duì) 王心
