再见!波士顿动力人形机器人Atlas​

2024-04-18 发布 · 浏览83次 · 点赞0次 · 收藏0次
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。图片
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 Bee Gees 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。
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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。
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到 2019 年,新一代的 Atlas 已经在做高难度的体操动作。
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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。
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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。
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                             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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