再见!波士顿动力人形机器人Atlas?

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时间 2024年5月20日 预览 10

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2024-04-1719:05·机器之心Pro机器之心报道

编辑:泽南

波士顿动力Atlas机器人,从2013到2024。

一个时代结束了。

4月16日,波士顿动力在YouTube上发布了一段最新机器人视频,如同往常一样迅速成为热门,但这次的主题和以往有所不同。

今天的主题是告别:著名人形机器人Atlas的研发计划宣告中止了。

波士顿动力表示:「近十年来,Atlas机器人激发了我们的想象力,启发了下一代机器人专家,并跨越了该领域的技术障碍。现在是时候让我们的液压Atlas机器人放松一下了。」

虽然一直是领先技术的代名词,已过十周岁的Atlas作为机器人确实已不再年轻。波士顿动力公司对其人形机器人研究项目终于展现出了无情的一面。这或许并不是坏事——有时,为了突破可能的极限,我们必须把有限的精力投入到新事物上。

仅在这个视频中,作为观众,我们看到了很多以往从未公开的人形机器人运动镜头,以及不少Atlas动作尝试失败的镜头。

Atlas的历史远不止这段视频所展示的那样简短。波士顿动力人形机器人Atlas可以追溯到美国国防高级研究计划局(DARPA)的一个名为PETMAN(保护整体测试模型)的项目。早在2009年,该项目就获得了媒体报道。作为价值2630万美元的陆军合同的一部分,PETMAN将是「第一个像真人一样动态移动的拟人机器人。」

PETMAN旨在测试一套士兵用来保护自己免受战场恶劣条件侵害的防护服。它必须能够像人类士兵一样移动——行走、跑步、弯曲、伸手、匍匐前进……该套装需要在全方位运动中保持耐用性。据说,为了尽可能准确地模拟人类,PETMAN当初甚至设计为能够「出汗」。

相对于当时的其他人形机器人(其中最著名的是本田的ASIMO),PETMAN的运动和平衡能力令人印象深刻。同样令人记忆犹新的是,PETMAN当初展示的视频与BeeGees乐队的《Stayin’Alive》MTV里面歌手的动作神同步,这可能是无意的。不管怎样,DARPA对所有这些机器人的表现感到满意,并选择波士顿动力公司建造另一个人形机器人用于DARPA机器人挑战赛。

当初的成功鼓励了波士顿动力的开发者,在2013年,该公司正式将人形机器人命名为Atlas。从此每隔六个月左右,波士顿动力公司就会发布一个新的Atlas视频,机器人奔跑、跳跃、跳舞或跑酷,利用其强大的液压系统,它每次都能给我们留下深刻的印象。

这款机器人展示了双足机器人优秀的平衡能力,但总有一些极端情况会让它失去平衡。而在这时,它们也可以优雅地摔倒,进而避免机体的损坏。从当初连着电线蹒跚学步,到后来自备电池在野外跋涉,多年来我们见证了Atlas引领着机器人技术的发展。

在2014年的时候,Atlas机器人展示了单腿站立,保持平衡。

到2019年,新一代的Atlas已经在做高难度的体操动作。

这款人形机器人可以做一些以往人类才能做的事,比如移动盒子、后空翻。截至今年2月份,波士顿动力仍在展示Atlas的新功能。此前在一些视频里我们可以看到,Atlas似乎已经为实用化做好了准备。

在动态性能方面,确实没有什么能比液压驱动的Atlas更好的了,现在或许也可以说仍然没有。

Atlas的原始渲染图,随后是四代实体机器人。

人们推测,Atlas的退役可能是因为其液压驱动的路线已经跟不上时代了。

众所周知,波士顿动力的Atlas使用液压驱动各个关节,而像特斯拉Optimus等后来者大多使用电驱动。在人形机器人上,采取液压驱动会获得一些优势。

液压驱动是通过液体压缩泵产生高压液体,进而对输出机构做工产生力。这种方式可以让机器人非常有力(扭矩密度大),而且基于液压驱动的设计,压缩泵可以远离执行端,并且只需要一个,因为液体势能可以通过管道,轻松地传导到多个远端。

但另一方面,液压系统的能量效率不高,系统也存在零件数量多、制造过程复杂、响应速度相对慢等缺点。由于液压系统的复杂性,Atlas也不时出现爆缸漏油的情况(在最新视频中也可以看到)。在考虑产品化时,液压驱动的机器人也需要克服维护、制造成本高昂等挑战。

缺点:液压系统的能量效率不高,系统零件数量多,液压系统的维护维修麻烦,响应速度不快,液压的伺服控制器需要独立的电机伺服泵,以及独立的力传感器,生产技术要求极高,对于极高集成度的液压执行器来说,通常的加工方法和设备是无法满足的,必须使用金属3D打印,开发和生产的成本极高,由于液压系统的复杂性,Atlas也不时出现爆缸漏油的情况,液压机器人需要专门的液压维护团队进行维护,制造成本高昂,难以商业化和产品化。

现在,我们还不知道为什么波士顿动力说的是「向液压驱动的Atlas说再见」,这或许意味着波士顿动力已经放弃液压驱动的路线开始拥抱电机。

但从过去这家公司的发展历程,以及机器人领域的现状来看,有一些事是很明显的:

波士顿动力公司一直相当明确地追求商业化;复杂的液压机器人对产品不友好;波士顿动力公司基于液压和电机驱动的Spot机器狗已经获得了巨大成功;全电动商业类人机器人似乎确实是机器人技术目前的发展方向。Atlas从今天起退役,全新的人形机器人是否已不远了?

参考内容:

https://spectrum.ieee.org/boston-dynamics-atlas-retires

https://techcrunch.com/2024/04/16/atlas-shrugged-boston-dynamics-retires-its-humanoid-robot/

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