在電影中,人形機(jī)器人具有與人類完全一樣的外表和思維能力,不進(jìn)行透視或解剖的情況下,肉眼絕難分辨出誰是機(jī)器人!
《變形金剛2》中的女機(jī)器人愛麗絲(Alice)
但是,要達(dá)到這種以假亂真的地步,目前的科技水平還完全沒有辦法。對于絕大部分國家來說,連研制的能力都沒有。
那么,它的難點在哪里呢?
人形機(jī)器人在外形上擁有類似人類的肢體結(jié)構(gòu),全身關(guān)節(jié)較多且受力復(fù)雜,集仿生學(xué)原理和機(jī)器電控原理于一體,通過運動和動力組件配合智能感知、驅(qū)動控制技術(shù),能如人類一般在不同環(huán)境中完成外界感知、雙足行走、使用工具、行為交互等一系列任務(wù)。其技術(shù)分支可分成本體結(jié)構(gòu)、核心零部件、智能感知、驅(qū)動控制、支撐環(huán)境五個主要模塊。
這些模塊除去思維部分,涉及到如何讓它的身體掌握運動的兩個基本原則:平衡(明確身體各部位的位置)和動作控制(掌握各部位間移動的關(guān)系)。要讓這些人形機(jī)器人掌握這兩個原則,需要跨越多個學(xué)科將這些模塊整合成一個整體:運動控制、生物力學(xué)、人工智能、機(jī)器視覺、感知、學(xué)習(xí)與認(rèn)知發(fā)展,以及行為研究等。
因此,人形機(jī)器人的“骨骼”結(jié)構(gòu)不但要堅固到可承受數(shù)百公斤的重量和沖擊能力,還需將各種結(jié)構(gòu)的運動控制在0.1毫米以內(nèi)。
人形機(jī)器人的每一種能力,都需要經(jīng)過材料、傳感器、動力設(shè)備和算法的高度配合才能逐漸獲得。即使簡單的一個下車動作,就不是所有機(jī)器人可以做得到的。
讓機(jī)器人具有人的行為能力,才是機(jī)器人領(lǐng)域最復(fù)雜的。人形機(jī)器人需要整合傳感器輸入,創(chuàng)建環(huán)境模型,根據(jù)環(huán)境進(jìn)行運動規(guī)劃,它要能夠決定規(guī)劃什么樣的運動方式,使得控制器獲得正確的指令,從而移動執(zhí)行器和驅(qū)動肢體,使其可以達(dá)到運動平衡。
對于沒有工業(yè)基礎(chǔ)的國家來說,即使要做出只有單一功能的工業(yè)機(jī)器人,如打螺絲或焊接機(jī)器人,都是難于上青天的事。而對于在機(jī)床、電動車、具有自動駕駛汽車生產(chǎn)能力的國家或企業(yè)來說,其在減速器、步進(jìn)電機(jī)、液壓控制系統(tǒng)、電源管理、人工智能等方面的技術(shù)優(yōu)勢則可以平行的移過來進(jìn)行應(yīng)用。
特斯拉人形機(jī)器人“擎天柱”
這也是我在本系列開始就提到,像日本德國這種機(jī)床發(fā)達(dá)的國家,像特斯拉那種在自動駕駛和電動汽車領(lǐng)域領(lǐng)先的企業(yè),能夠很快的進(jìn)入到人形機(jī)器人行業(yè),國內(nèi)小鵬汽車等新能源車企,大部分也都有制造機(jī)器人的計劃,也是基于這樣的優(yōu)勢平移考慮的。
機(jī)器人系列(老郭原創(chuàng))
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