这届运动会上,机器人在前面跑,“脑子”在后面追

多年以后,已经统治宇宙的机器人仍会记得那个8月的上午,人类工程师第一次带着它以“运动员”的身份出现在人类世界。

起跑姿势完美,双腿动力满格。可刚跑出几步,它就撞上了一个控制机器人的人类。在8月14日开幕的世界人形机器人运动会上,摔跤、掉脑袋已经不再稀罕,但是把人撞倒了自己没摔,这就稀罕了。

但说实话,这真不能怪它。就在撞击发生的前一秒,它的两个控制员正低头交接遥控器,谁也没看前方。它像一颗全速出击的子弹,义无反顾地直奔向那个倒霉的人类。如果机器人有脸红功能,那一刻把它的CPU散热风扇性能拉满,恐怕也是救不了的。

摔掉脑袋,并不稀罕

摔跤学,是世界人形机器人运动会的显学。

在100米障碍赛上,机器人好不容易稳稳登上阶梯,却在下楼时重心不稳,整颗头都摔飞了出去。离场时刻总是分外艰难,两个工程师一人抱着机器人身体,另一人则拖着腿、拎着头,带它遗憾退场。

足球赛场的摔倒,则是一道乘法题,一台机器人不幸栽倒,紧随其后的同伴来不及反应,结果多米诺骨牌效应般连环“扑倒”,工程师们只能一边扶,一边记笔记。4×100米接力赛上,机器人摔跤之后,工程师连忙上前,大概是太焦急了,人也摔了。但它也有高光时刻,在100米短跑项目决赛中,来自北京人形机器人创新中心的“具身天工Ultra”以21.50秒成绩夺冠,它冲过终点……然后摔倒了。

在几天的竞赛中,机器人掉链子的场面已不罕见,现场大屏上还会回放机器人摔倒的画面进行“反复处刑”。但还是得说,现阶段的摔倒,是通往具身智能的必然过程。

在观众眼里,摔倒是一个结果,但在工程师眼里,摔倒由一系列变量组成,每一次摔倒都有一连串数据产生,由关节扭矩、步频、路面状况等要素构成。当机器人进入高速奔跑的状态时,每一步的支撑和摆动都是在“刀尖上走路”。关节电机的输出、传感器的反馈和中枢的运算必须精准匹配,否则哪怕一个细小的延迟,就可能导致身体重心偏移。人类的神经和肌肉有天然的缓冲和修正能力,但机器人一旦失衡,就只能硬生生摔倒。

赵文是北京人形机器人创新中心的一名运控算法工程师。在100米短跑赛上,机器人冲过终点后摔倒,赵文并不意外,他告诉我们,虽然比赛全程由机器人自主完成,但冲刺速度的上限依然需要人为设定。几天前的入场测试里,它还经常在跑道上摔个“脸着地”。稳妥起见,比赛前两天团队采取了保守策略,没有把速度设定得太高。而在百米赛场上,团队决定放手一搏,把速度调到极限。

极限速度之下,抵达终点后摔倒,已经是极其体面的结果了。事实上,人也会摔倒,因此跌倒爬起的能力,机器人也必须掌握。不过,目前这依然是人形机器人难啃的硬骨头。足球比赛中的小型机器人,个头矮、重心低,摔倒后还能利落地翻身爬起,迅速投入下一轮进攻;而高大的跑步机器人则完全不同,一旦倒地,往往只能依靠工作人员将它扶起。跑得快往往意味着机器人身材修长、步幅大,但也让其重心更不稳,一旦脸朝下倒在跑道上,手脚越容易够不着支撑点,想要站起来的难度就会成倍增加。

机器人在前面跑,“脑子”在后面追

在许多赛事中,很多机器人并不是完全靠自己在比拼,而是有操作员在场边实时“托底”。它们能冲刺、能出拳,往往是因为有人不断输入方向和速度的指令。于是观众看到的,更像是一场人类隔空操作铁人的表演。这在田径比赛中尤其明显,观众看到,许多人形机器人身后都跟着一个跑得大喘气的工程师。

机器人赛跑时,那个拿着遥控器追赶的人被称为控制员,他做的事其实很简单,就是做机器人的大脑。机器人和人不同,人跑步时大脑和身体能随时作出细微修正,而机器人每一步落脚都会带来偏差:前一脚稍微靠右,身体便可能整体倾斜。如果速度再快一些,它便直接跨进别人的跑道。因此,人类要做机器人的“外挂”,告诉机器人“要跑多快”,以及“往哪儿跑”。控制员只能死死盯着赛场,拉好这匹随时要脱缰的马。

目前,机器人的小脑研发技术在国内发展很快,机器人的灵活度和平衡性已经发展得比较成熟,但其大脑的发展相对滞后,还不能像人一样灵活理解环境并即时规划。赵文直言:“中国现在机器人小脑已经很强,但大脑研发的技术还在追赶国外。它们能完成一些具体任务,但要真正泛化到所有场景,还需要很长时间。”未来,随着“大脑”被大模型和新芯片补齐,人类操控者会逐渐退场,那时,运动会的看点将不再是谁跑得更快,而是谁能真正独立完赛。

什么时候机器人可以替我打工

独立,很重要。“你不能指望一个人拿着遥控器,全天候帮机器人干活。要让它真正走进家庭和工厂,它必须能听懂指令,自己分解成动作并完成。”赵文说。

人工智能已经能在虚拟世界里写文章、作画、聊天,但那只是“脑子”的聪明;如果没有身体,它永远无法真正理解和改造现实。而机器人正好有身体,却缺乏灵活的“大脑”。当“大脑”和“身体”结合,智能就真正落地了。

如果说运动会是机器人们的“舞台”,那么真正的问题是,它们能不能走下舞台,进入我们的日常生活。对此,赵文的回答是谨慎的,机器人要走进千家万户,至少还要5年的时间。

但在一些特定场景里,它们的确有机会先行一步。比如展馆、科技馆、博物馆的导览工作,因为这些场景任务单一、环境稳定,观众甚至还会因为新奇而更加愿意和机器人互动;更远一些,它们还可能被部署在灾难救援、管网检测、电力巡检这样的危险工种里,替人类完成高风险的任务。

目前有两件事情仍不可避免:第一,赛场上摔跤;第二,摔跤之后观众会笑。但别忘了,在人类历史上的第一次赛车比赛中,冠军的平均时速仅为19千米。那时如果有人骑着自行车路过,或许需要停下来等等它。