揭秘Alphabet“登月工廠”機(jī)器人:挑戰(zhàn)機(jī)器人領(lǐng)域兩大難題
騰訊科技訊 11月23日消息,每天下午1點(diǎn)半時,機(jī)器人們就會排隊(duì)來到咖啡廳。這群獨(dú)臂機(jī)器人靠四個輪子滑行進(jìn)入就餐區(qū),在錯綜復(fù)雜的餐桌之間穿梭。
就像獵人跟蹤獵物一樣,它們旋轉(zhuǎn)著雙筒望遠(yuǎn)鏡大小的頭,通過一系列攝像頭和傳感器盯著周圍的環(huán)境。額外的視覺由激光雷達(dá)傳感器提供,類似于自動駕駛汽車上的傳感器。如果這些機(jī)器人配有武器,它們的出現(xiàn)可能會引發(fā)恐慌。不過幸運(yùn)的是,每個機(jī)器人手臂的末端都安裝了定制的橡膠清潔刷。
Alphabet“登月工廠”X的Everyday Robot可能不像波士頓動力公司的機(jī)器人那樣華麗,但它們經(jīng)過優(yōu)化,可以完成許多日常任務(wù)
這些機(jī)器人的目標(biāo)是桌面。它們會走到桌子前沉思幾秒鐘,以確定是否有人就座。如果有人就餐,它們就會繼續(xù)前進(jìn),直到找到空著的桌子。在逗留了1秒鐘之后,也許是在進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算,機(jī)器人旋轉(zhuǎn)并展開四肢,將手臂伸展到桌子上方,有條不紊地用一種透明的消毒劑覆蓋表面。
然后,它收回手臂,把多余的液體擠進(jìn)底座上的桶里。任務(wù)完成后,它繼續(xù)前進(jìn),尋找另一張空桌子來清潔。吃完午飯的人甚至懶得抬起頭來,因?yàn)檫@些機(jī)器人已經(jīng)在這里工作了好幾個星期。
Everyday Robot頭部配有許多攝像頭和傳感器陣列,看起來就像有五只眼睛
不過,這不是為了解決勞動力短缺的絕望嘗試,而是由谷歌母公司Alphabet旗下“登月工廠”的實(shí)驗(yàn)室X進(jìn)行的Everyday Robots項(xiàng)目研究。這家咖啡館試驗(yàn)場是位于加州山景城谷歌園區(qū)內(nèi)的數(shù)十個試驗(yàn)場之一,該公司龐大的員工中有部分任現(xiàn)在已經(jīng)重返工作崗位。
幫助解決機(jī)器人領(lǐng)域兩大難題
這個項(xiàng)目希望讓機(jī)器人變得有用,能夠在開放環(huán)境中操作,而不僅限于工廠等受控環(huán)境中。經(jīng)過多年的開發(fā),Everyday Robots終于被送到現(xiàn)實(shí)世界去做實(shí)際工作,至少是走出了X總部大樓。他們讓機(jī)器人將垃圾分類到適當(dāng)?shù)幕厥照荆鍧嵎?wù)或許代表著機(jī)器人領(lǐng)域的下一個前沿。
Alphabet實(shí)驗(yàn)室X已經(jīng)在山景城總部制造了100多個Daily Robots
Everyday Robots正在挑戰(zhàn)機(jī)器人領(lǐng)域的兩大難題,這些挑戰(zhàn)非常艱巨,以至于許多人質(zhì)疑這一努力是否值得。第一個挑戰(zhàn)是可靠地完成人類助手的任務(wù)。Everyday Robots處于“莫拉維克悖論”的鋒芒邊緣。莫拉維克悖論認(rèn)為,計(jì)算機(jī)相對容易執(zhí)行困難的認(rèn)知工作,而要復(fù)制兩歲孩子的認(rèn)知功能則極其困難。
在Alphabet參與的領(lǐng)域,機(jī)器人也被用于在復(fù)雜的交通路線上導(dǎo)航,比人類更安全地駕駛汽車,并打敗人類圍棋冠軍。而在Everyday Robots的世界里,征服一項(xiàng)平凡的任務(wù)似乎更為重要,比如穿過一個雜亂的房間,打開棘手的門把手,這就像贏得了“超級碗”(Super Bowl)。
X的機(jī)器人正在谷歌咖啡館擦拭桌子
舉例來說,擦拭桌子的活動不僅僅只是擦拭,需要提前設(shè)置一整套擦桌子的動作。假設(shè)當(dāng)?shù)缆繁蝗嘶蛭矬w擋住時會發(fā)生什么?達(dá)西·格林諾茲(Darcy Grinolds)說:“機(jī)器人的正確反應(yīng)是:我有足夠的空間優(yōu)雅地移動嗎?或者我需要徹底改變自己的路線?”格林諾茲是該項(xiàng)目硬件可靠性和設(shè)計(jì)驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人。
Everyday Robots試圖解決的第二大挑戰(zhàn)是,以一種既經(jīng)濟(jì)又高效的方式朝著這個目標(biāo)邁進(jìn),讓人們習(xí)慣于旁邊是個機(jī)器人,而不是個無聊、領(lǐng)著低薪的人類。
Everyday Robots嘗試開門
谷歌以及被稱為X的實(shí)驗(yàn)室多年來始終癡迷于實(shí)現(xiàn)上述愿景。領(lǐng)導(dǎo)Everyday Robots團(tuán)隊(duì)的是挪威工程師漢斯·彼得·布朗德莫(Hans Peter Brondmo),他是一名企業(yè)家和工程師,于2015年加入X。他必須弄清楚前主管安迪 魯賓(Andy Rubin)收購機(jī)器人的不和諧之聲,后者因性騷擾指控而離開了蘋果。
X的首席執(zhí)行官阿斯特羅·特勒(Astro Teller)說:“布朗德莫不是顯而易見的選擇。他關(guān)心機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,但他會是第一個告訴你他不是世界頂級機(jī)器人專家的人。我之所以選擇他,是因?yàn)樗钦嬲私馊说氖澜缂壠髽I(yè)家?!?/p>
在十幾歲時搭建了沒有太多功能的機(jī)器人手臂的辦公室里,布朗德莫解釋說,只有隨著機(jī)器學(xué)習(xí)取得最新進(jìn)展,制造有效的通用機(jī)器人才成為可能。工程師們使用機(jī)器學(xué)習(xí)來訓(xùn)練軟件識別物體,然后運(yùn)行數(shù)百萬次模擬,將幾周的測試壓縮成幾個小時。
這有助于他實(shí)驗(yàn)室里笨拙的機(jī)器人真正了解它們的環(huán)境,并在這些知識的基礎(chǔ)上積累工具集,幫助解決在非受控環(huán)境應(yīng)對不可避免的困境。雖然Everyday Robots可能不像波士頓動力公司視頻中的機(jī)器人那樣華麗,但它們經(jīng)過了優(yōu)化,可以完成更多任務(wù)。
X旗下Everyday Robots項(xiàng)目總經(jīng)理漢斯·彼得·布朗德莫及其“兩個朋友”,左邊是最先進(jìn)的機(jī)器人,右側(cè)則是他十幾歲時在挪威制造的機(jī)器人手臂
布朗德莫補(bǔ)充道:“是的,你可以在YouTube上看到非??岬臋C(jī)器人后空翻演示,但這些機(jī)器人對周圍環(huán)境一無所知。你可能會說我們的機(jī)器人速度很慢,但它們實(shí)際上是完全自主的。它們在我們生活的這個世界里工作,他們實(shí)際上正在學(xué)習(xí)做些事情,這些簡單的任務(wù)變得越來越復(fù)雜。我們把能夠與我們一起生活和工作的機(jī)器人帶進(jìn)我們生活的世界,而不是讓我們進(jìn)入它們生活的世界?!?/p>
投入實(shí)用前需通過兩大測試
Everyday Robots學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)人姆里納爾·卡拉克里希南(Mrinal Kalakrishnan)展示了他的團(tuán)隊(duì)如何訓(xùn)練機(jī)器人開門的動作,這是機(jī)器人在谷歌園區(qū)的某些工作所必備的技能,例如走進(jìn)會議室,通過傳感器確定是否存在有毒碳含量超標(biāo)。打開門閂的培訓(xùn)花了不到10個小時。但一旦單個機(jī)器人學(xué)到了某些東西,這些知識就會被發(fā)送回整個機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的集體云智能,然后所有的機(jī)器人都可以使用該技能開門。
最初,看到這些機(jī)器人監(jiān)控會議室和擦桌子令人感到震驚。但隨后你會問自己:為什么Alphabet要花數(shù)百萬美元研發(fā)三歲孩子都能輕松勝任的家務(wù)活的機(jī)器人?莫拉維克悖論的推論是18世紀(jì)作家和詞匯學(xué)家塞繆爾·約翰遜(Samuel Johnson)的不幸類比,一個女人向一只用后腿走路的狗說教:“盡管做得不好,但你會驚訝地發(fā)現(xiàn)有人還會這么做!”
有時,在Everyday Robotics,它做得很好,最令人難以置信的演示是精心編排的機(jī)器人舞蹈,三個機(jī)器人與開發(fā)團(tuán)隊(duì)的駐場藝術(shù)家凱蒂·坎(Catie Cuan)共同表演了一場令人毛骨悚然的情感芭蕾舞。凱蒂·坎是舞蹈演員,正在攻讀斯坦福大學(xué)機(jī)器人學(xué)博士學(xué)位。觀察她的動作并通過云協(xié)調(diào)自己的行動,機(jī)器人執(zhí)行了復(fù)雜的人類復(fù)制互動,同時花費(fèi)空閑周期提供由倫敦交響樂團(tuán)樣本庫制作的即興配樂。
在執(zhí)行凱蒂·坎的編舞時,機(jī)器人會對她的動作做出反應(yīng),并自發(fā)地從倫敦交響樂團(tuán)的樣本中生成配樂
在Everyday Robotics真正有用之前,需要通過兩個真正的測試:第一,它們必須足夠便宜,才能成為人類勞動力的高性價比替代品;第二,它們必須足夠靈活,能夠應(yīng)對它們在人類容易駕馭的混亂現(xiàn)實(shí)中遇到的幾乎無限數(shù)量的計(jì)劃外障礙。X工程師本杰·霍爾森(Benjie Holson)在木偶師家庭長大,他說自己的觀點(diǎn)對目前的工作很有幫助。他承認(rèn),如果清理桌子的機(jī)器人得到的是醬油而不是消毒劑,他們會很樂意用醬油弄臟桌子表面。
要想讓機(jī)器人知道它們的橡膠清潔刷是不是在噴醬油,并解決無數(shù)其他現(xiàn)實(shí)世界中意想不到的挫折,依然面臨無數(shù)挑戰(zhàn)。但就在不久前,機(jī)器人翻譯或創(chuàng)造性寫作似乎同樣難以捉摸。在評估團(tuán)隊(duì)進(jìn)展時,布朗德莫認(rèn)為我們正處于突破的邊緣。他指著手機(jī)說:“這并不意味著機(jī)器人不久就會成為現(xiàn)實(shí),但下一代人將會像我們對待這些東西一樣對待機(jī)器人?!?/p>
可以說,在我們所有人每天都和機(jī)器人共舞之前,可能還需要很長時間。但布朗德莫和泰勒相信,機(jī)器人擦桌子總有一天會成為家常便飯。當(dāng)被追問Everyday Robots的商業(yè)案例時,泰勒猜測,普通客戶不會像Roombas那樣購買它們,而是與服務(wù)提供商安排派遣機(jī)器人執(zhí)行任務(wù),無論是打掃公司辦公室還是幫助老年客戶上廁所。泰勒稱:“我希望機(jī)器人能幫助我更獨(dú)立地生活更長時間嗎?絕對如此。如果在我年邁的時候,沒有這樣的機(jī)器人,我會感到十分震驚?!?/p>
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