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| 本文作者： 付靜 | 2021-01-11 18:36 |
2020 年 12 月 29 日，波士頓動力（Boston Dynamics）在油管上發(fā)布了一段賀新年視頻。
視頻中，伴隨著底特律 The Contours 樂隊當(dāng)年的金曲《Do You Love Me》的韻律節(jié)奏，波士頓動力的機(jī)器狗 Spot、雙足機(jī)器人 Atlas、雙輪搬運(yùn)工 Handle 輪番登場舞動，動作協(xié)調(diào)、腳步輕盈，看起來毫無違和感。
視頻下方的描述中，波士頓動力寫道，波士頓動力機(jī)器人聚在一起賀新年，希望 2021 將是更快樂的一年。
作為世界著名的工程與機(jī)器人設(shè)計公司，這一操作令全世界網(wǎng)友眼前一亮，截至目前，該視頻已有近 2533 萬次的播放量。
世界首富 Elon Musk 也發(fā)了一條推特：
This is not CGI.（這可不是計算機(jī)合成的。）
雷鋒網(wǎng)注意到，對于這支大火的機(jī)器人舞蹈，IEEE（美國電氣電子工程師學(xué)會）旗艦出版物 IEEE Spectrum 表示：
視頻展示了波士頓動力技術(shù)實力和創(chuàng)造力的結(jié)合，令人信服，它受歡迎也不足為奇。
IEEE Spectrum 認(rèn)為，嚴(yán)格來講，這樣的視頻并不算是開創(chuàng)性的，因為觀眾們沒有看到機(jī)器人的任何新能力，但其「藝術(shù)成分」仍然令人印象深刻。雖然波士頓動力的 雙足機(jī)器人 Atlas 可以做一些實際的任務(wù)，體操、跑酷等技能也樣樣精通，但無疑，讓機(jī)器人跳舞還是有難度的。
為此，在具體如何跳舞方面，波士頓動力請了一位名為 Monica Thomas 的外援做舞蹈指導(dǎo)。
雷鋒網(wǎng)了解到，出于對性別、文化、幽默、后現(xiàn)代主義、運(yùn)動和霸權(quán)等方面的共同興趣，Monica Thomas 在她讀大四時（2014 年）和兩位朋友共同創(chuàng)立了一個 Mad King Thomas 舞蹈工作室，主要關(guān)注自由創(chuàng)作，已在世界各地創(chuàng)作了大大小小的舞臺作品。
點(diǎn)燃革命、顛覆現(xiàn)狀、重新定義舞蹈、表演或藝術(shù)是她們的理想，在此觀念的影響下，波士頓動力機(jī)器人的舞蹈動作才那么獨(dú)特。
當(dāng)然，在一系列舞蹈動作背后，是更為復(fù)雜的技術(shù)原理，而這自然離不開波士頓動力的工程團(tuán)隊。
根據(jù)領(lǐng)英上公開的信息，波士頓動力工程副總裁 Aaron Saunders 曾先后就讀于加拿大阿爾伯塔大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)、加拿大維多利亞大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位。
畢業(yè)后，Aaron Saunders 曾在加拿大麥吉爾大學(xué)智能機(jī)器中心的移動機(jī)器人實驗室研究工程師，一年后的 2013 年，Aaron Saunders 進(jìn)入了波士頓動力。
從起初的硬件工程副總裁一職，到隨后的工程副總裁一職，Aaron Saunders 在波士頓動力的工作年限已達(dá)到了 18 年，已然是一位元老級人物了。
Aaron Saunders 在其個人描述中也寫道：
領(lǐng)導(dǎo)多學(xué)科團(tuán)隊開發(fā)復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)，有著地面和水下移動機(jī)器人的經(jīng)驗。專長有系統(tǒng)工程、航空航天液壓、復(fù)雜機(jī)構(gòu)設(shè)計、機(jī)電驅(qū)動和定制力感測。
為深入了解這支賀新年舞蹈，最近 IEEE Spectrum 采訪到了波士頓動力工程副總裁 Aaron Saunders，雷鋒網(wǎng)在不改變原意的基礎(chǔ)上做了編譯。以下文字或許能讓我們對波士頓動力的了解更為深入。
如何看待網(wǎng)友的反應(yīng)？
事實證明，我們此前設(shè)想的各種網(wǎng)友可能有的反應(yīng)都真實發(fā)生了，這對我們來說絕對是非常大的樂趣。我們收到了上百封電子郵件、接到了很多電話，他們分享了自己的看法和對我們未來發(fā)展的建議。可以說，這一視頻的受眾比預(yù)期要廣很多，主要原因是我們將經(jīng)典歌曲和前沿技術(shù)融合到了一起。
此次 Atlas 展現(xiàn)了以前從未有過的動作，能否介紹一下背后原理？
首先，我們與一位編舞師和幾名舞者合作，編了一套舞蹈動作，以此作為基礎(chǔ)。實際上 Atlas 所面臨的最大挑戰(zhàn)就是學(xué)習(xí)人類的舞蹈動作，為此，我們通過模擬進(jìn)行大量的快速迭代，同時向編舞師征求反饋，打造數(shù)據(jù)集，保證動作都在 Atlas 力量和速度的允許范圍內(nèi)。
在此過程中，隨著工具越來越多，我們設(shè)計新舞蹈動作所需的時間越來越短，這個過程不是手動創(chuàng)建腳本或編碼。比如在拍攝前一天，我們用工具鏈創(chuàng)建了 Atlas 的一個芭蕾動作，只花了一天時間。
芭蕾舞中有一些旋轉(zhuǎn)動作，需要大量的迭代才能在 Atlas 上執(zhí)行，我們在一些動作上的經(jīng)驗不多，因此不論是機(jī)器還是軟件都面臨著挑戰(zhàn)。我們意識到，永遠(yuǎn)不要低估人類舞者的靈活度和力量，讓機(jī)器人去做優(yōu)秀人類舞者的動作的確很難。
根本上，Atlas 還是不具備舞者的運(yùn)動能力和力量，這將是我們持續(xù)努力的一個方向——我們相信，如果想讓機(jī)器人廣泛應(yīng)用于商業(yè)化落地，最終走入千家萬戶，這樣的性能是必不可少的。
人類舞者可以幫助 Atlas 編舞，那么 Spot 和 Handle 是怎樣學(xué)會跳舞的呢？
學(xué)習(xí)跳舞，一方面在于我們的合作者，他們在對運(yùn)動的思考上、在通過動作表達(dá)自我的方式上都頗有才能；另一方面在于我們的機(jī)器人良好的動態(tài)、平衡性。實際上，舞者與機(jī)器人在運(yùn)動上是有關(guān)聯(lián)的，編舞師會將他們統(tǒng)一起來，這與機(jī)器人有幾條腿沒有關(guān)系。
機(jī)器人在跳舞和跑酷中掌握的技能（如敏捷性、平衡性和感知），對于許多實際應(yīng)用都是必需的。更為重要的是，波士頓動力其實一直嘗試著在開發(fā)新技能與保持有趣之間找到平衡點(diǎn)。我們在很多詭異、有趣的嘗試中學(xué)到了不少經(jīng)驗教訓(xùn)。要拓展邊界，一定要先踏入那些未知的領(lǐng)域。
人們很難通過視頻了解團(tuán)隊所花費(fèi)的時間和努力，也并不知道它們在多大程度上代表了機(jī)器人的真實能力。您是否可以談?wù)劊?/strong>
我從視頻出發(fā)回答這個問題（當(dāng)然我們的所有視頻都是一個道理）。對 Atlas 來說，大部分的機(jī)器人控制工作都是源于我們原有的技術(shù)積累（例如通過機(jī)器人跑酷，我們發(fā)現(xiàn)了如何使用模型預(yù)測控制器來控制機(jī)器人運(yùn)動和平衡），而讓機(jī)器人執(zhí)行舞步，則是我們和舞者、編舞師一起設(shè)計的。為了保證力量和速度，我們也對 Atlas 做了硬件升級——舞蹈可能是我們嘗試過的最需要力量的活動。
前期的工作花了好幾個月，最終視頻拍攝環(huán)節(jié)我們只用了兩天時間，主要是在思考如何移動攝像機(jī)，捕捉一個持續(xù)兩分鐘的鏡頭。
當(dāng)然硬件還是存在問題，比如機(jī)器人會跌倒，需要人為維護(hù)。雖然視頻里的行為不會被產(chǎn)品化，也并非完全是可靠的，但它們是可重復(fù)的。我們?nèi)鐚嵉卣故玖瞬ㄊ款D動力機(jī)器人目前能做出的行為水平，對我們來說誠實是很重要的品質(zhì)。
其實技術(shù)方面我們做了非常多的探索，但 Atlas 目前并未使用學(xué)習(xí)控制器，它使用到了反射控制和模型預(yù)測控制。我們認(rèn)為這都是機(jī)器人提升性能作出新行為的可靠方式。未來，我們也計劃利用機(jī)器學(xué)習(xí)在軟硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展。
目前，Atlas 主要借助下半身發(fā)力，但跑酷要用到上肢的力量敏捷度。據(jù)了解，Atlas 已經(jīng)開始了引體向上等動作的嘗試，可否談一談？
動物可以用下肢做出很多動作，但全身都協(xié)同發(fā)力，效果當(dāng)然更好。跑酷的確是為我們提供了新的發(fā)展方向，我們在不斷打磨、嘗試新的、更復(fù)雜的行為，提升敏捷性。其實 Atlas 團(tuán)隊的任務(wù)之一就是盡可能提升上肢力量的使用頻率，我對它未來的發(fā)展還是很興奮的。
您如何看待高動態(tài)機(jī)器人的液壓（hydraulic）和電動（electric）驅(qū)動器？
使用哪種驅(qū)動器，具體要取決于機(jī)器人的尺寸、用途和工作環(huán)境等。當(dāng)然，最好是兩種技術(shù)都掌握。我認(rèn)為規(guī)模是二者的自然界限——制造小型液壓機(jī)器極具挑戰(zhàn)性，業(yè)內(nèi)也很少有人這么做。同樣的道理，也很少有人制造大型電動機(jī)器。
通常，我們關(guān)注計算機(jī)視覺、地形感知方面的進(jìn)展。這些領(lǐng)域的進(jìn)展越大，我們能做的也就越多。就我個人而言，我關(guān)注操縱方面的進(jìn)展，尤其是一些研究可增進(jìn)人們對基于摩擦的復(fù)雜交互的理解。
目前，機(jī)器人操縱正在從簡單的捏、舉、投擲動作向更有意義的交互轉(zhuǎn)變。操縱方向的研究將進(jìn)一步發(fā)掘機(jī)器人的潛能。
引用來源：
https://www.youtube.com/watch?v=fn3KWM1kuAw
https://www.linkedin.com/in/aaron-saunders-28704055/
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