人形机器人:最初的想法,最后的归宿
为何我们对人形机器人如此执著?
一百年前,世界各地涌现了相关机器人的构思和创作。
一九二○年,捷克作家恰佩克在《罗素姆的万能机器人》一书中创造了“Robot“捷克语”一词(来自捷克语”Robota”“,意为苦役);一九二七年,德国默片《大都会》上映,电影中的机器人玛利亚是电影史上第一个人形机器人;一九二八年,日本生物学家西村真琴制造了“学天则”(指向自然学习法则),它也是世界上第一个以人形外观清晰构建的自动机器人。

学天有丰富而微妙的面部情绪。图源youtubee
在最初的机器人形状中,百年前的每个人都达成了一个共识:模仿人类的外表,建立它。这个共识几乎来自于创造生命的直觉。——一个有机体,在我们的终极想象中有思想和智慧,能够与人类互动,必然是人类的自我复制,是人类的一个镜像,就像弗兰肯斯坦创造了一个科学怪人一样。
随着机器人应用的发展,机器人不再局限于人类类型,而是逐渐演变出各种形式:轮试、腿部类型、履带类型、航行类型和浮游类型...人类社会对机器人的功能要求越来越细化。在相当长的一段时间内,我们不需要建造一个“全知全能”的机器人,只需要让机器人以更高的效率完成特定的任务:因此,世界范围内每年都会有2000多万台扫地机器人钻进沙发,而人类对它们没有任何额外的期望。
在过去的两年里,人形机器人再次出现。蛇年春晚,宇树机器人秧歌表演引发热议,Speed在中国旅行时与众擎机器人斗舞也成为网络切片名的场景。上周六在北京亦庄举行的人形机器人半程马拉松吸引了广泛的围观和讨论。机器人在起跑线上摔倒、停止跑步的视频在朋友圈广为流传。

出师未捷先掉。图源抖音@BRTV创新北京
刺猬公社(ID:ciweigongshe)我也来到了比赛现场。我在距离起点9公里的文博大桥等待着20多支参赛机器人团队的到来,但最终我只等了6支。对于现在的人形机器人来说,半程马拉松仍然是一项极限运动,21公里的距离包括许多维度的挑战,如机器人的散热能力、平衡能力、即时信息处理能力和电池寿命。
我们不会举办轮式机器人赛车比赛,但我们会在马拉松的道路上等待人形机器人选手很长时间。当他们经过比赛群体时,群体会给机器人一种不亚于人类选手的欢呼声。这部分可以解释人形机器人在这个时代复兴的原因——它们自然可以比其他形式的机器人更多地引起人类的共鸣。
如今,阿姆斯特丹自由大学入学机器人学习(CS Robot Learning)新瑞博士为刺猬公社提供了一个有趣的例子:
当人类与非人形机器人交流时,他们通常不知道看机器人的哪个部分。但是当面对人形机器人时,人类自然会看着机器人的眼睛。这样可以更加方便机器人对人的帮助和引导,也可以产生更加生动高效的互动。
想像一个家政机器人在你的厨房、客厅里工作,超过90%的人会把这个机器人想象成一个人。

图片中的Astribotribot 图源官网S1
当行业开发机器人时,自然不会局限于功能相对简单的产品,如扫地机器人、自动烹饪机和外卖机器狗。用户会希望未来购买的机器人成为各方面的家庭管家,R&D人员也在朝着让一个机器人能够做所有的工作,出现在大多数人类生活场景中的方向前进。
我们经常忽略的一点是,很多我们可以通过潜意识的一举一动来完成的简单行为,其实都是因为空间和工具的设计完美符合人体工程学:拧门把手(门把手高度)。、上下楼梯,用剪刀抓菜刀,拧瓶盖的旋转角度(瓶盖大小)、开关方式的水龙头...这些动作只有使用人体才能完美连贯。开发一种多功能机器人,即将出现在人类空间中,使用人类工具,最好也是最直观的解决办法,就是使其具有人体的规格和形态。
类似地,当机器人用于工业生产时,它还需要能够操作基于成人身高设计的仪器和设备。国外一流的人形机器人公司,也选择制造“全尺寸”机器人:特斯拉的Optimus Gen 身高173cm,体重57kg;Digit在亚马逊仓库工作,身高175cm,体重63.5。kg,为了成功运输常规尺寸的车箱,它的臂展还需要达到72cm。
然而,在亦庄机器人的半马中,我们可以看到,在现阶段,即使机器人只是达到人体的大小,使其以人类的方式独立行走和跑步,也是一个困难的考验。大多数机器人需要人类协助调整他们的前进方向,或者人类领导者可以在他们面前为他们安排电子信标,从而更好地完成转弯、上下坡等操作。
在完成比赛的机器人选手中,获得第二名和第四名的“小顽童”和“旋风男孩”都使用了松延动力团队N2机器人。N2机器人之前因为表演一直空翻爆红,在这场比赛中也表现不错。N2机器人的身高只有1.2。m,它展示了机动性和灵活性的特点。N2也是我在比赛9公里左右看到的唯一一个不需要人类协助的机器人,更好地证明了松延动力在官网对其“大步跑、动态抗干扰”的描述。

“小顽童”体态雄壮,独自前行的“旋风小子”
随着机器人身高的增加,机器人的重心增加,重量增加,这将进一步考验机器人平衡、能耗、运动算法等多维能力。
本次比赛获得冠军的“天工Ultra”来自北京机器人创新中心。天工Ultra作为一款身高180cm、体重52kg的全尺寸机器人,在整个过程中都表现出了其综合能力的稳定性。无论是姿势还是步速,都可以和一个中游水平的人类选手媲美,整个过程没有更换机器人;而季军卓益机器人“行者二号”则主要推广节能型,他的前辈“行者一号”创造了一个世界纪录,每小时行走0.8度电134公里。卓益得机器人身材轻盈,并采用筋腱仿生驱动技术,使其能够实现类似身体筋腱的弹性拟人运动。

天工Ultra撞线瞬间。照片来自新京报,李木易摄
但是更多的机器人没有完成比赛,这是一场只有三分之一的半马比赛。
看完这场比赛,很多网友对人类机器人的发展持相对悲观的态度。公众似乎渴望见证一场机器人压倒人类选手的速度表演,但他们只看到许多机器人走路和蹒跚学步。
只是人类坐在后面的车里拿着控制器而已。
"早知道带我的扫地机器人去参加比赛!"
假如我的工作被这样的机器人所取代,那就是我活该。
……
如果你想戴皇冠,你必须承受它的重量。未来的人形机器人承载着多少人类的期望,此时此刻它将会受到多少嘲讽和质疑。
说到底,当我们已经完成了整整七季的《黑镜》之后,很难相信现实中的机器人还处于跑步不畅的阶段。
但是,与其说亦庄机器人半马是一场比赛,不如说这是人形机器人行业的一次聚会,也是一次向公众开放的全国性科技派对。
参赛队伍不遗余力地分享自己的进步,不怕表现出商品的不足。在21公里的自然道路上,暴露和解决了许多实验室环境中没有出现的问题。公司也可以通过现场和网上观众的评论获得很多未来潜在用户的反馈——在文博大桥周围的人群中,有些人更注重速度,有些人更注重姿势,有些人更注重拟人的外表,有些人喜欢轻跑。机器人不会发出任何声音。
开放,或开源,是机器人行业的显著特征之一。2024年,“天工开源计划”发布,天工机器人本体、数据、运动控制等方面的成果相继向行业开源开放;在宇树科技的官网上,官方开源的数据和项目也可以很方便的找到。人类机器人的发展也是由机器人行业的开源共享一步步推动的。


天工和宇树官方开源页面,图源官网
"机器人发展的一大瓶颈实际上是数据."新瑞告诉刺猬公社,“不同形式的机器人太多了,它们的数据也多种多样,很难统一。例如:它有多少关节?上面有多少摄像头?摄像头的型号是什么?分辨率是多少?三维坐标和相对坐标的位置是多少?太多了,每个机器人都不一样。”
现在最大的开源真实机器人数据Open X-Embodiement Dataset,也就是试图整合不同形式、不同平台的机器人数据。一般来说,机器人领域的数据集规模小,缺乏多样性。与大语言模型不同,它们几乎可以使用互联网上无限丰富的语言材料,因此很难完成对人类的模仿——将人类的动作捕捉数据转化为机器人可以利用的动作空间,这仍然是一个前沿的研究方向。
而且人形机器人,是当前机器人数据困境下的一个回归自然的答案。一方面,人类捕获的数据必须是人形机器人,这样更容易学习;另一方面,企业可以在人形机器人领域共同努力,避免数据资源的浪费,便于沟通和合作。
与各家各户制作形式各异的多功能机器人相比,不如专注于已经被人类验证其功能潜力的人形机器人,这逐渐成为业界的共识。
如果考虑到未来机器人将进入家政、酒店、医疗等服务行业,其人形外观对人的心理影响将更加明显:
“我是楼上人机交互的实验室,更倾向于心理学和医学。他们也特别需要人形机器人。他们认为离人类越近,人与机器人之间的互动就越自然。否则,每个人总是把机器人当成一个完全不同的工具,在很多情况下,他们无法合作。”新瑞说。
“如果对面是人形机器人,你会把它当成一个和你相对平等的人;如果对面是一个不知名的平板电脑和手臂,那么你只会把它当成一台电脑或pad。”
人形机器人始于达芬奇时代,是人类对机器人的最初想法。然而,在2025年,它再次成为机器人领域的目的地。
它承载着人类的自负——我们认为我们的身体是世界上最精密的机器,人类创造的所有机器作品都应该以我们自己为蓝图;它也寄托了人类的想象力——我们最终被自己的身体和感官所束缚,但如果我们用钢铁的身体和AI带来的智能,机器人会塑造世界。
第一辆车的速度比马车还慢。生成AI的惊艳人类灵感背后,有无数无意义的废话。在未来到来之前,我们总是需要一点耐心。
也许在接下来的5-10年里,人形机器人也会迎来它的尤里卡时刻,而此时此刻发生的一切,包括周六的马拉松,可能只是一次心理预演,一次机器人提前向人类提问:“我的创造者,你准备好了吗?”
几年后,当对面的人再次提出这个问题时,你可能会有两个答案,其中一个是:“没想到,我一开始并不是很看好你。”
另外一个答案是:“Welcome,我已等你很久了。”
本文来自微信微信官方账号“刺猬公社”(ID:ciweigongshe),作家:毛巾,编辑:园长,36氪经授权发布。
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