人形机器人正在学习如何很好地摔倒
上周，波士顿动力公司(Boston Dynamics)精明的营销人员制作了两个主要的机器人新闻周期。其中较大的一个，自然是Atlas的电子公告。在我写这篇文章的时候，这个不到40秒的视频正在稳步接近500万次观看。一天前，该公司宣布最初的液压地图集在推出十年后将被淘汰，这一消息触动了社区的心弦。
随附的视频是庆祝老阿特拉斯从DARPA研究项目到一个令人印象深刻的灵活的两足机器人的旅程。然而，一分钟后，语气发生了变化。最终，《告别阿特拉斯》既是一场庆祝活动，也是一部精彩的影片。这是一个值得欢迎的提醒，每次机器人在视频中着陆时，都会有几十次滑倒、摔倒和溅射。
图片来源:波士顿动力公司
我一直支持这种透明度。这是我希望从机器人世界看到更多的事情。简单地展示高光片段对获得这些镜头的努力是有害的。在许多情况下，我们谈论的是多年的试验和错误，让机器人在镜头上看起来很好。当你只分享积极的结果时，你就设定了不切实际的期望。双足机器人摔倒。至少在这方面，他们和我们一样。正如Agility最近所说，“每个人都有跌倒的时候，我们如何重新站起来才是决定我们的关键。”我想更进一步，补充说学习如何摔倒也同样重要。
该公司新任命的首席技术官普拉斯·维拉加普迪(Pras Velagapudi)最近告诉我，在这个阶段看到机器人倒在工作岗位上实际上是一件好事。他指出:“当机器人真正在外面做真实的事情时，意想不到的事情就会发生。”“你会看到一些瀑布，但这是学习在现实环境中长时间奔跑的一部分。这是意料之中的，这表明你不是在装模作样。”
快速浏览一下哈佛大学关于摔倒不受伤的规则，就能反映出我们作为人类对摔倒的直觉理解:
保护头部
用你的体重来引导你的下落
屈膝
不要带别人一起去
至于机器人，去年IEEE Spectrum的这篇文章是一个很好的起点。
波士顿动力公司的首席技术官亚伦·桑德斯去年对该杂志说:“我们不怕摔倒，我们不会一直把机器人当作会摔坏的东西来对待。”“我们的机器人经常摔倒，我们很久以前就决定了一件事，那就是我们需要制造能够摔倒而不会摔坏的机器人。如果你能完成把机器人推到故障，研究故障，然后修复它的循环，你就能取得进展，使它不会掉下去。但是，如果你建造一台机器，或者一个控制系统，或者一种不摔倒的文化，那么你永远也学不到让你的机器人不摔倒所需要学习的东西。我们庆祝瀑布，即使是摔坏机器人的瀑布。”
图片来源:波士顿动力公司
在电动Atlas发布之前，我与波士顿动力公司(Boston Dynamics)首席执行官罗伯特?普莱特(Robert Playter)交谈时也提到了坠落的话题。值得注意的是，这段短视频以机器人俯卧的姿势开始。机器人的腿绕弧线的方式非常新颖，允许系统从一个完全平坦的位置站起来。乍一看，这家公司似乎是在炫耀，用这一华丽的举动仅仅是为了展示其极其强大的定制执行器。
“这将有非常实际的用途，”Playter告诉我。“机器人会掉下来。你最好能从俯卧中爬起来。”他补充说，从俯卧姿势站起来的能力也可能对充电有用。
波士顿动力公司在摔倒方面的很多经验都来自Spot。虽然四足机器人的外形通常更稳定(视频中几十年的尝试和失败都证明了这一点)，但Spot机器人在现实世界中的工作时间更长。
图片来源:Agility Robotics
“Spot每年在工厂车间行走大约7万公里，每月进行大约10万次检查，”Playter补充道。“他们最终会倒下。你必须能够站起来。希望你能降低你的坠落率——我们做到了。我想我们每隔100-200公里就会坠落一次。下降率真的很小，但它确实发生了。”
Playter补充说，该公司长期以来一直对机器人“粗暴”。“他们倒下了，但他们必须能够活下来。手指不会掉下来。”
看了上面的阿特拉斯片段，很难不对这个“机器人”产生一点人类的同情心。它确实看起来像人类一样摔倒，把四肢尽可能地靠近身体，以保护它们免受进一步的伤害。
在大约20个小时的现场演示中，Digit的成功率达到99%，但在ProMat上还是摔了几跤。
我们没有证据，但我们认为是我们的销售团队精心策划的，这样他们就可以谈论Digits的快速变化肢体和耐用性。# ConspiracyTheories pic.twitter.com/aqC5rhvBTj
——Agility Robotics (@agilityrobotics)， 2023年4月6日
早在2019年，当Agility为Digit添加手臂时，它就讨论了它们在摔倒中所起的作用。该公司联合创始人乔纳森·赫斯特(Jonathan Hurst)当时指出:“对我们来说，手臂既是在世界上移动的工具——想想跌倒后爬起来、挥舞手臂保持平衡或推开门——同时也是操纵或搬运物体的工具。”
今年早些时候，我在Modex上与Agility谈了一些这个话题。一年前，Digit机器人摔倒在会场的视频在社交媒体上疯传。Agility当时指出:“在大约20个小时的现场演示中，Digit的成功率达到了99%，但在ProMat上还是摔了几跤。”“我们没有证据，但我们认为是我们的销售团队精心策划的，这样他们就可以谈论Digits的快速变化肢体和耐用性。”
与Atlas的视频一样，该公司告诉我，类似胎儿的姿势在保护机器人的腿和手臂方面很有用。
该公司一直在使用强化学习技术来帮助摔倒的机器人重新站起来。Agility在上面的视频中关闭了Digit的避障功能，以迫使其坠落。在视频中，机器人用它的手臂尽可能地减轻坠落。然后，它利用它的强化学习回到一个熟悉的位置，它能够再次站起来，用机器人俯卧撑。
人形机器人的主要卖点之一是它们能够融入现有的工作流程——这些工厂和仓库被称为“棕地”，这意味着它们不是为自动化而定制的。在许多现有的工厂自动化案例中，错误意味着系统实际上会关闭，直到有人介入。
Playter说:“拯救一个人形机器人并不是一件小事。”他指出，这些系统很重，很难手动调整。“如果它不能自己起飞，你要怎么做呢?”
如果这些系统真的要确保不间断的自动化，它们需要很好地下降，并立即重新站起来。
“每次Digit倒下，我们都会学到新的东西，”Velagapudi补充道。“对于两足机器人来说，摔倒是一位很好的老师。”