波士頓動力怒懟馬斯克,吹牛還是成真?特斯拉機器人的三大猜想

華爾街見聞
2022.06.27 10:28
portai
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硬件靠忽悠,軟件或可行?或許,汽車機器人才是終局。

談到特斯拉機器人,我們先捋一捋關鍵時間線。

其實特斯拉機器人的概念已經誕生一年之久,在 2021 年 8 月 19 日首次舉行的人工智能日活動中,馬斯克就詳細介紹了其以 AI 為重點的雄心,還表示 2022 年中將會公佈特斯拉人形機器人--Tesla Bot 的實際原型。當時現場 PPT+ 真人 cosplay 的做法,讓許多網友堅信機器人將是馬斯克致力於探索火星後的又一壯舉。

到了 2022 年 6 月 3 日,馬斯克在推特上表示,Tesla Bot 的名字改為擎天柱(Optimus),而 2022 年人工智能日活動將推遲到 9 月 30 日舉行。

在隨後的 6 月 21 日,馬斯克最新的推特發了一段話:AI 變得越來越好。有券商在公開活動中解讀稱,馬斯克這是暗示這次的特斯拉 AI 日將會有令人震撼的新突破,馬斯克極有可能將在9 月 30 日推出 Optimus(“擎天柱”)原型機。

雖然是舊聞新炒,但市場剛好正在高低切換,尋找低位的高賠率的板塊,藉助這一消息,當天汽車和機器人相關股票大幅上漲。新時達、奧聯電子、邁赫股份、新松機器人、佰奧智能、派斯林、藍英裝備、巨輪智能等十餘股觸及漲停。在機器人概念總體大漲的氛圍下,部分企業也發出利好消息持續刺激股價。

經過一段時間的拉昇,有分析人士發現,在機器人股票瘋狂拉昇背後,有券商正在大筆出貨,並指出當馬斯克機器人的熱度開始退去後,或許最後會有人在裸泳。

莫讓浮雲遮望眼,我們回到最根本的問題,就技術上來看馬斯克的機器人成功可能性到底有多少?

硬件全靠忽悠?

熟悉馬斯克的朋友都知道,每次公佈特斯拉的大動作,都會大幅拉昇特斯拉股票,多次有網友調侃,一個項目的成功性與馬斯克在資本市場套現多少股票呈正相關。我們就事論事,無論是馬斯克的火星計劃、完全無人駕駛還是腦機接口和人形機器人,無一不都是燒錢巨多的項目。

雖然馬斯克成功將完全無人駕駛、腦機接口等概念推向了普通人,但是每個項目距其真正商業化落地往往還有非常大的距離,一句話:科技很難實現通過 “大躍進” 實現,研發投入與產出需要長時間的沉澱。

那麼特斯拉的 Optimus 落地難點有哪些?我們可以從硬件和軟件層面來進行分析。

在全世界範圍內,人形機器人知名度比較高的標的物有幾個,首當其衝必然是波士頓動力的雙足機器人 Atlas,其次是福特 Digit、再就是優必選 Walker,目前這些企業都有實際的機器人產品落地。

從馬斯克放出的資料來看,Optimus 身高 1.72m,重量 57kg,負載 20kg(手臂附加 5kg),行動速度最高可達 8 公里/小時。這個參數和 1.5m,體重 75kg 的 Atlas,重達 42.2kg,高 1.55m,負載 15kg 的 Digit 機器人,以及重 63kg 高 1.30m 的 Walker 相比,和人相當的身高無疑顯得有點突兀。

因為如果按照馬斯克所説,將 Optimus 定位為服務機器人,這個機器人可能有點太類似於人的設計,從而造成不適感。如今機器人技術正在對製造業產生巨大影響,在恐怖谷等問題影響下,主流聲音一直都是沒有必要讓機器人需要看起來像人類一樣,身高可能首先就是一個非常麻煩的小問題。

57kg 的重量與成人相差無幾,就硬件技術特性而言,因為重量和高度意味着內裏的零部件輕量化程度,越緊密的產品,裝配集成化難度越大,對於裝備的要求也越高。

提高能量密度、降低自重比一直是機械行業亙古不變的命題,想要在人形機器人結構裏塞進去多個傳動機構以及能源,同時各種硬件之間又具備一定兼容性,需要大量高密度調試。Optimus 能做到相似性能卻比 Atlas 更輕量,或許馬斯克做的真是能跑三分鐘的汽車機器人 “擎天柱”。

當然,波士頓動力公司就曾公開懟過這種不切實際的幻想:“波士頓動力公司已經在機器人及其雙足運動上有着十多年的積累,但阿特拉斯依然有着類似絆倒等錯誤,零件也侷限了商業化,可見馬斯克認為他可以在一年內超越我們的工作是多麼可笑。”

在外表面材料上來看,Optimus 採取的是 “輕質材料”,馬斯克認為這能比人的皮膚更為光滑。但這和機器人行業的常識相違背,因為受限於全皮膚材料高昂的價格,同時為了解決結構穩定性和內部散熱性問題,目前多家人形機器人都未採用皮膚,想要全身鋪滿帶傳感器的皮膚,就需要在立體光刻 3D 打印機上製作精確模具,然後用硅膠填充,這個價格會超過一輛飛機。

市面上常見的機器人外殼多是採用鋁材等金屬或者塑膠材料,在機器人手等關鍵執行機構上配置不同的傳感器,以實現高分辨率、低成本的觸覺,從而方便完成部分人類柔性化任務。

當然,機器人採取全皮膚的展示案例也並非沒有。

此前例如中國達闥就展示過仿生機器人,將皮膚覆蓋到了本身,其皮膚用仿生硅膠製成,內部採用了達闥自研的智能柔性執行器 SCA,但這款機器人達闥沒有展示太多移動特性。

另外採用全輕質材料皮膚的是日本一家名叫 tmsuk 的企業,他們曾在 CES 展出了一款超陰間的兒科培訓機器人,但這款機器人裏面沒有太多機械結構,只能躺着做出固定動作,主要用於兒科醫學生練手。

而英國 Engineered Arts 公司的 Ameca 機器人視頻之前在網上熱傳,這個灰色皮膚的機器人也有着頭部和手部的皮膚覆蓋,但為了實現皮膚的表狀特徵,Ameca 機器人光是臉部,就有着足足 45 個精密電機,成本直接高到起飛。

Optimus 如果想要採取全皮膚機器人,在材料上可能需要更大的突破,散熱性、穩定性缺一不可,電池、傳感器技術也需要突破,不然機器人進行一些動作的過程中如果附在上面的皮膚脱落或者開裂就會非常尷尬。

有網友調侃,馬斯克實在不行就把 Optimus 外表皮全部換成硅膠,躺平做成高級充氣娃娃也不失為一個好的選擇。當然,如果馬斯克宣佈直接用外星科技液態金屬,更會驚爆人們的眼球,也就比整個機器人市場都先進至少十年。

在自由度方面,馬斯克稱 Optimus 擁有人類活動水平的雙手,四肢由 40 個機電執行器控制,雙腳可感應反饋,實現平衡和敏捷動作。40 個機電一體化執行器在數量上偏少,而雙腳感應反饋這種方案在外骨骼機器人配合意圖感知上有較多應用,在人形機器人方案上卻大多沒有采取類似方案。

例如我國的 Walker 機器人,就是通過腿部的柔順控制調整自己的本體姿態,或者通過與自身視覺感知、力感知的配合,獲取外部運動物體的位置及姿態信息,實時配合運動物體進行相應的位姿補償,雙腳感應反饋的通訊延時問題或許很難達到馬斯克構想的手眼同步。

軟件或可行

當然,真真假假往往才是高明的謊話,況且馬斯克公開説的很多概念也都用上了模稜兩可例如 “可能” 一類詞。

拋開傳感器、電池和驅動器等方面,在操作系統的技術方案上尤其算力這部分,特斯拉的機器人還真具有一定實現可能性。

前段時間百度等企業提出的汽車機器人概念喧囂塵上,Optimus 機器人頭部將配備與特斯拉汽車相同的智能駕駛視覺和傳感器,同時 Optimus 面部有一個可顯示具體信息的屏幕,由於其中內置 FSD 芯片,並與汽車共用 AI 系統,意味着在算法和算力上,Optimus 應該完全足夠支撐。

因為精密動作的有效控制往往需要複雜的運算,進一步影響着響應速度和靈活性,畢竟之前馬斯克表示,“可以説特斯拉是全球最大的機器人公司,我們的汽車差不多算是有輪子的半感知機器人”。這意味着 Optimus 機器人未來的算力和數據量足夠多,核心問題可能就是程序員的數量和共通性,畢竟無論是機器人還是人工智能的編程都需要大量工程師進行訓練工作。

英國中央蘭開夏大學機器人工程講師卡爾•貝瑞(CarlBerry)認為,馬斯克在機器人上部署人工智能為時尚早。他説:“坦率來講,馬斯克每次演講通常都是誇大其詞的炒作,在智能製造中部署帶有 AI 的機器人尚且可行,但越是複雜的機器人加入人工智能越難。” CarlBerry 也提到,市場上大多數人形機器人也更多隻是展示簡單肢體動作,這並不是硬件無法完成,而是因為複雜的動作沒有 AI 很難實現隨機性優化,這需要更加優秀而穩定的算法。

發佈會上馬斯克介紹的通用機器人應用計劃中,旨讓 Optimus 機器人成為一個擁有多元化應用及形態的夥伴機器人,消除危險、重複和無聊的任務,比如彎腰撿東西,或者去商店買雜貨,而這些無論是 Atlas、Digit 還是 Walker 都能夠完成,並不算是非常新穎的概念,其核心是如何從一個 DEMO 到穩定的機器人產品。

有網友預測稱,大概率到時候馬斯克的機器人會拿例如 Mesmer 系統 +Tritium 系統,或者再加上其他幾家成熟硬件產品,融合搗鼓出一個能跑兩步的原型機,然後宣佈吹過的牛都實現了。

對於機器人加入 AI 的問題,許多世界級公司都對此表示應該謹慎。此前大講堂在一次圓桌活動中曾與優必選等企業相關負責人有過討論,關於機器人是否加入 AI,人類到底能接受什麼程度的機器智能,各家企業都在小步試錯,部分企業正通過邊緣化的應用嘗試展開。人工智能在機器人應用上的落地,目前還大多侷限於工業和軟件優化上,沒有經過大量訓練的人工智能往往會成為阻礙。

但也有部分分析師認為,特斯拉的製造技術革新能力非常強,從之前特斯拉敢上整車壓鑄,敢上馬全自動生產線的行為已經可以發現特斯拉一直在進行行業突破。

因此,特斯拉機器人 Optimus 的核心參數去年就已經公佈,可以預測原型機 3-5 年前早就已經定型,如今經過了一年的場景應用和算力訓練,考慮到特斯拉的工程化能力很強,機器人的成熟度可期。

汽車機器人或許才是終局?

特斯拉要做機器人的消息從去年一直被馬斯克説到今年,在今年 4 月的採訪中,馬斯克甚至透露,特斯拉將在未來兩年內量產 “擎天柱”,規模降本效應之下,最終其成本將比汽車還低,不過當時馬斯克沒有指明具體汽車車型,採訪主持人安德森當時預計,大約是 25000 美元(約合 15.95 萬人民幣),這讓部分網友判斷,或許特斯拉造出來的也是一個汽車機器人。

在 6 月,由百度與吉利聯合創的集度汽車發佈首款汽車機器人 ROBO-01,集度 CEO 夏一平宣佈,該車將在年底陸續進行交付。如果特斯拉真的轉向汽車機器人概念,如果疊加特斯拉強大的供應鏈能力,未來特斯拉的汽車機器人定價預計會更加親民,在特斯拉的品牌效應下有望加速推廣。

因此,真正具體特斯拉機器人的投資方向上,有分析師給出四個更接地氣的維度:

  • 機器人上游產業鏈;
  • 特斯拉汽車上下游產業鏈;
  • 以碳纖維強化樹脂為代表的新材料產業鏈;
  • 人工智能技術路徑產業鏈。

但馬斯克作為一個公眾人物,關注任何一個行業必然會為此帶來巨大的流量和商業機會,也為相關製造商引來了更多資金和關注度。例如名噪一時的索菲亞機器人一度頻頻出現在各種聊天節目和雜誌封面上,這就曾激起了一大批人對於人工智能的想象力,也讓人們不斷朝着這類方向努力,創造出更接近現實的產品。

這個不斷朝着未知探索的過程和方向,正如人類的求知慾一樣,是社會更進一步的真正力量。就像有網友提到的,馬斯克的機器人未必成真,但教會我們的或許不是動手實幹的能力,而是創新與想象力。

本文作者:Jack,來源:機器人大講堂,原文標題:《波士頓動力怒懟馬斯克,吹牛還是成真?特斯拉機器人的三大猜想》

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