「精彩瞬间」多,机器人马拉松观赏性十足
宇树G1开场就躺平(非宇树官方团队,而是第三方购买宇树G1并使用自研算法参赛)。
图源:雷科技
穿了跑鞋的“未成年”机器人。
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以及风扇助力高达!
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说实话,小雷没有想到光是一个起跑,这些机器人厂商就可以给我们带来这么多的欢乐,同时也让小雷充分见识到了机器人的“多样性”,特别是那个外观神似“高达”的机器人动起来,不对,准确地说是风扇转起来后,我是整个人都不好了,这也能算人形机器人?
难不成还得念叨一下那句经典台词:“腿只是装饰,上面的大人物不会懂的”(出自经典机器人动画《机动战士高达0079》,片中技术人员吐槽在飞行战斗状态下,腿部结构是无用的,此处仅做调侃)。
不过在陆地环境下,腿部结构显然并非“装饰”,而风扇助力加人力控制方向的“人机”工程学设计,目前来看还是有不少问题的,在起跑时就因为难以控制方向,以“绕圈”的移动方式走了十多米。
看得出来“驾驶员”已经在很努力地控制方向了。
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在转了三圈后,这台风力机器人突然开始直线加速,正在小雷以为它要成功起跑时,结果马上就脱离了“驾驶员”的掌控,直接撞上了围墙,成为本次比赛第一个被淘汰的选手。
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大家说直接改成多轴无人机的形式,会不会比风扇助力更靠谱呢?
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最后小雷在参赛列表里确认了一下,这个起跑就被淘汰的机器人来自华中科技大学,名字是“神农”。对于神农机器人为什么选择风扇助力的方式来移动,网友的看法也是众说纷纭,其中小雷觉得最靠谱的说法是:“神农嘛,那个风扇其实是割草机,平常可以用来辅助移动,工作状态时就下移进入割草模式”。
事实上,神农的风扇助力机器人已经算是不错的,至少出了起跑线才撞墙,后面出场的一位选手,在原地助跑半天都无法前进,最终被人类工程师无奈的搬离起跑线,直接进行现场检修。
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还有被工程师提着放到起跑线上的,然后连起跑都没有尝试,直接又被提到了一旁摆着,估计是临时出现问题,干脆就只来起跑线亮个相,主打一个“重在参与”。
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当然也不乏一些起跑姿势和动作都非常出色的机器人,比如首个出发的天工Ultra(也是此次比赛的第一名)。
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以及松延动力的N2机器人,小短腿倒腾得飞快,也是动作最像人类奔跑状态的机器人之一。
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不过,对于所有参赛的机器人来说,起跑只是他们要面临的第一个挑战,后续的21公里路程仍然充满了艰险。
机器人“跑远”不容易:过热与磨损是难题
虽然合共有20支参赛队伍,但是能够顺利通过13km观察站的队伍都只有7个,在开跑后四小时仍未完成13km赛段的队伍都被直接视作未完赛。比如赛前很火的“美女”机器人幻幻,开跑没多久就直接瘫痪坐地,再起不能,只能遗憾退赛。
而在后续的赛程里,也有不少机器人因为各种原因跌倒、故障而无法完成比赛,可以说能够成功到达终点,就足以证明自己的机器人技术在国内名列前茅了。不过,状况百出的比赛也引来了网友的讨论:为什么在视频里动作行云流水,似乎马上就要化身“成龙”的机器人,却连简单的跑步都做不好?
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对于这个问题,小雷倒是可以给大家解释一下,首先机器人马拉松的赛道对于机器人来说并不“简单”。转弯、上下坡等不同的路况,对于人类来说或许影响不大,但是却十分考验机器人的运动算法,比如转弯时需要控制左右脚的输出避免摔倒,上下坡时要调整重心,一着不慎就可能当场退赛。
比如清华通班队的Kuavo机器人,就在1.5公里处突然向左倾倒并摔倒,随后经过工程师现场检测确定无法继续比赛后,只能更换备用机继续完赛,而在整场比赛里,类似的情况屡见不鲜,即使是夺得第一的天工队,他们的天工Ultra也同样摔倒过,只是要幸运很多,起身后仍然可以继续比赛。
为什么这些机器人会“平地摔”?首先就“跑步”这个动作而言,其实非常考验机器人的姿态和动力调整响应能力,当机器人的速度起来后,它需要在极短时间内完成动力输出的计算,然后对重心进行再平衡并循环往复。
事实上,为了减少对算法的依赖,让机器人更好地保持平衡,不少参赛队伍干脆将机器人设计成为“矮个子”,降低重心偏移导致的动作不协调问题,比如此次比赛中取得第二名的松延动力N2,就是一款仅高120cm的机器人(即使如此后续也还是摔掉了头)。
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不过运动算法等问题并非机器人摔倒的唯一主因,在此次比赛中大多数机器人都出现过关节轴承故障,核心因素之一就是持续的高负荷驱动,让关节处的伺服电机温度突破到80度以上,如果不进行降热处理,电机就可能因为过热而罢工或反馈速度降低,导致动力不平衡而摔倒。
除此之外,长时间的连续运动也对机器人的腿部关节提出了极高的要求,磨损等问题带来的左右腿动作失衡也是机器人平地摔的一大原因,部分机器人就因为关节磨损而不得不更换备用机。
据imsystems给出的研究报告,如果机器人一次性跑四万多步,那么就相当于关节轴承经历了10^7 级循环载荷(千万级),已经远超多数实验室的百万级疲劳测试标准。
所以不难理解,为什么视频里动作灵活的机器人,在马拉松比赛里却会被简单的“跑步”难倒,前者是在考虑工程师的动作编程和机器人的灵活度,而后者则是真正考验机器人的耐久性、自适应算法和长时间运行的稳定性。
而且,目前的机器人在续航上也面临不少困难,根据现场报道,大多数机器人都在比赛过程中进行过两次或以上的补能,也就是说单次续航还不到10公里。此外也有现场工作人员透露,部分机器人仅站立十分钟的耗电就高达20%(需要时刻平衡重心),必须使用移位机来保管和移动。
对于现阶段的机器人而言,电池技术也是限制其在企业生产和日常使用中普及的最大阻碍之一。从目前的情况来看,或许只能寄希望于固态电池等技术能够尽快取得新的突破了。
让机器人跑马拉松,除了营销有何意义?
在网上检索此次机器人马拉松比赛的相关信息时,小雷也注意到不少海外媒体都对比赛进行了报道,而且颇为重视。虽然大多数媒体都将此次比赛视作娱乐赛事,但是也有一些分析师对机器人马拉松比赛的成功,是否可以证明中国在机器人领域的领先提出了质疑。
比如俄勒冈州立大学计算机科学、人工智能和机器人学教授艾伦·弗恩就表示让机器人跑起来并不是什么新鲜事,早在五年前就已经实现了。确实,机器人跑起来并非难事,但是想让机器人跑完一个马拉松就不容易了,具体面临的困难有哪些,我们前面就聊过,这里也就不重复叙述。
事实上一款机器人可以在马拉松比赛里完赛,至少说明其在算法、材料、电机设计、结构设计等各个领域都已经非常成熟。
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就以宇树G1来说,即使有着不错的硬件基础,但是在第三方参赛团队的手里却没能发挥出真正的运动能力,原因就在于算法优化和适配度不足。可以说,此次比赛更多的考验机器人设计团队的整体技术水平,而非某个特定领域的能力。
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在小雷看来,所有新兴市场的成熟都是从底层基础的技术突破开始的。现阶段的机器人虽然被人诟病没有实际用途,但是从产业角度来看,首先需要确保机器人有足够的耐久度,然后才能以此为基础去发展应用,否则一台时不时罢工的机器人谁敢往家里或工厂里放?
虽然在比赛里,机器人们状态百出,摔倒、瘫痪、“掉头”等各种意外频发,以至于一些网友都在吐槽:“本以为机器人技术已经很强了,没想到大多数都是‘银样镴枪头’”,但是也正是这种“残酷”的赛事,才能让企业从中发现问题,并且加以改进。
正如赛事口号所言:“参赛即胜利,完赛即英雄”,每一个参与者都是未来的开拓者,也是未来智能机器人生态的奠基者。
来源:雷科技公众号