特斯拉人形机器人能做瑜伽（马斯克又放大招特斯拉推出人形机器人）

六八 2023年09月26日 07:53 96 0

智小东西（公众号：zhidxcom）作者 | 程茜编辑 | 心缘

智小东西10月1日报道，北京时间9点19分，两个浑身外露水管的人偶机器缓缓走上TeslaAI Day 2022的舞台，向当晚观众挥手寒暄。

去年8月，TeslaCEO特斯拉在第一届TeslaAI Day上备受瞩目公布Tesla第一款人偶机器“破坏者”（Optimus）的设计图。今年，为了让人偶机器顺利发布，特斯拉将“TeslaAI Day”从原订的8月19日推迟了40天！

今天，“破坏者”终于从两个身穿红衣、戴著黑盖头的布偶饰演者变成了真的机器，特斯拉的“陈佳明梦”跳出了现实生活。

“我们的目标是尽快制造出有用的新形态机器。”特斯拉说，破坏者将是一种“能力很强的机器”，产量非常高，最终将生产INS13ZD，并且预计生产成本将远高于电动汽车——不到2亿美元。

按其说法，破坏者最初会从事一些乏味或危险的组织工作，比如在Tesla厂房周围移动部件，或用螺丝给电动汽车安装螺丝。按照特斯拉的设想，未来机器还能用于家庭、做饭、浇水空地和照顾老人，乃至成为人类文明的“伙伴”或异性。

同时特斯拉如是说，要完善并证明破坏者，还有很多组织工作要做。

他还在活动期间发推文，透露破坏者机器将会有“猫大叔”。

一、能施肥、送物、电路板组织工作，6个月面世试验机

完全体的Tesla人偶机器“破坏者”体重73kg，用MWe在绝食索莱米100W，快ZR19500W，浑身有200多个分量，脚部27个分量。特斯拉称，两个人偶机器的生产成本大概在2亿美元之内，远高于一辆电动汽车。

在当晚，特斯拉展现了工程版“破坏者”，浑身外露接收器的“破坏者”如上所述版走上台后，一段音频中展现了人偶机器的舞蹈。

在Tesla厂房内，“破坏者”能抛掉印上Tesla标志的箱子，并将其运送到其他地方。

“破坏者”能拿起放在桌子上的水桶，然后行走至服务部内的盆景产区，为盆景施肥。图形的图片就是机器的“视点”，看起来除了色彩差异与人类文明正常看到的图像内容没有特别大的区别。

在厂房里，机器能将两个弧状的球体从滚珠轴承拿下来，再整齐排放至装有相同球体的箱子中。在机器视点的图形图中，它能用颜色区分开现实生活世界中的相同球体。如它手执的四方形球体是粉红色、滚珠轴承是黄色等。

随后，一台更像人的“破坏者”被推到当晚，它同样能张开双腿或松开右手，向手舞足蹈缓慢寒暄。

强化版的“破坏者”因为脚下有支撑装置，还能同时松开双腿双腿。

不过，与如上所述版相同的是，强化版“破坏者”并没有在当晚站立，而是不间断由组织工作人员捡拾。

在过去的四个月里，Tesla的人偶机器就一直在服务部内四处站立。

眼下，Tesla人偶机器项目从去年2021年AI Day上的设计图，到今年2月，短短六个月就面世了试验机，现在已经有近似完全体的新一代“破坏者”亮相。

Tesla第一代机器从概念、设计、分析、建立、强化、验证经过了反复验证，对于这一新物种来说，拥有较低的生产成本和较高的组织工作效率也正是验证这一产品是否能真正推向市场的关键。

二、以电动汽车设计过程为基础，强化调参至机器平台

破坏者的设计是以Tesla此前积累的车辆设计过程为基础。

人类文明能吃少量的食物来维持能量，因此为了减少机器上消耗的能力，Tesla将人偶机器在空闲时消耗的能量降到最低，只需要按下开关就能调节其处于低电量或者正常组织工作的状态。

1、电动和控制系统：28个驱动器+2.3kWh的电池组，可组织工作一整天

从其设计图中能看到，整个机器包含了28个电动驱动器（橙色）和电池及控制模块（蓝色）。

“破坏者”身体中间有2.3kWh的电池组，组织工作电压为52V，能支持人偶机器组织工作一整天。这个电池组的独特之处在于，它把所有的电池电子都集成到了一起，传感器融合电荷管理等，利用电动汽车和机能源产品将其融合到一起。这也是Tesla流线型制造的高效之处。

除技术外，当然也离不开Tesla强大的基础设施和供应链。

Tesla机器使用了单颗Tesla自研SoC芯片，相同于Tesla在电动汽车上使用的双芯片自动驾驶方案。

与电动汽车相同，机器需要处理视觉数据做出迅速反应、基于多种感官输入和通讯，因此装有无线电连接、音频支持以及需要保护机器本体和人类文明的安全特性。

2、基础结构设计：量化人体运动轨迹、力度，机器行动更灵活

Tesla有能力完成高度复杂的系统。如人们在驾驶时遇到的突然撞击，电动汽车做出相应反应的过程。因此，为了保护机器，研发人员对其结构基础进行了强化，在人偶机器摔倒时不会把变速器和胳膊弄坏，就能将这一技术应用到机器之上。毕竟一台机器的维修生产成本很高。

研发人员采用了与电动汽车相同的底层技术，让机器在所有组件中产生压力，使得其行走控制变得更加容易，也不会那么僵硬。

以膝盖为例，人偶机器在设计时需要仿照人类文明真实的膝盖结构。

研发人员将人类文明的膝盖和其运动过程中所受的力线性化，从而学习如何让机器膝盖使用更少的力来构建，让其能实现更好的力度控制，并让相关结构紧密的包裹在膝盖周围。

3、机械驱动系统：解析云端数据，轻松定制28个驱动器

电动汽车和机器在动力设计上有很多相似之处，因此，Tesla在动力设计上的经验能应用到机器上。

电动汽车的驱动单元是为了让电动汽车加速，机器有28个关节驱动器，和电动汽车的驱动器在数量上相比差异并不明显，但人偶机器要做的任务则更为复杂，它们需要走路或者攀岩，因此研发人员用模型生成机器的连接转矩速度轨迹，随后输入其强化模型来运行。

机器需要转动，研发人员根据扭矩速度轨迹和关节驱动器的效率图，沿着轨道产生的能源消耗、任务与时间的累计能量，就能定义特定执行机构的样本，并发送到云端。这样一来，就能缩短其生产成百上千万关节驱动器的时间。

不过，机器的每个关节都是特定的，28个关节都需要定制规格。因此，研发人员需要减少定制的执行器设计，解析它们上传的云并采取共性研究。

“破坏者”的关节驱动器共有6种，包括三种相同规格的舵机、三种相同规格类似重量秤一样的牵引执行器等。

在极限范围内进行测试，其关节驱动器松开一架半吨重的钢琴，这也是人偶机器必须具备的功能。

4、脚部感知系统：大、小形态均能抓握，脚部也能感知球体

人手能以每秒300度的速度移动，拥有成千上万的触觉传感器。Tesla机械手的设计灵感就来自于生物学，和人手一样同样使用五个手指来驱动，既能完成大口径球体抓取，同时也能满足抓取精巧球体的需求。

我们周围世界的厂房被设计为适于人手抓握的，但也会出现很多我们没见过的球体。因此，Tesla的人偶机器手指有6个执行器和11个分量，搭载了能驱动手指并进行感知的传感器。

手的适应机制是非常复杂的，人类文明能认识到手在空间中的位置，而这也是其能抓取球体的关键。因此，Tesla目前也在进行相应测试。

5、视觉导航系统：采用电动汽车同款神经网络，自主识别行驶区域

在机器的行动方面，“破坏者”使用Tesla电动车同样的神经网络——“占用网络”来识别可行驶区域，研究人员称，他们正在研发如何改善“占用网络”，来使得机器更快、更精准到达目的地。他们最近在训练人偶机器的计算机视觉识别高频特征，让人偶机器能快速找到最近的充电站。

研发人员在模拟测试中，使用自动驾驶模拟器并集成了机器的运动代码，在今年四月份，“破坏者”的移动速度很慢。

研发人员演示了破坏者机器的行动成长轨迹。从2022年4月份迈出第一步，到2022年7月，让人偶机器解锁了骨盆的应用来保持平衡，2022年8月，让手臂开始发挥作用，直到2022年9月，破坏者的脚趾也派上了用场，能看出，随着人偶机器慢慢将更多的关节等利用起来并加以训练，它的移动速度有了明显提升。

6、行动控制系统：强化调参从测试映射至现实生活，解决机器平衡难题

从人体步行的过程来看，机器有身体上的自我意识很重要，如能意识到自己四肢的长度是多少、脚有多大，并且如何保持平衡，如何协调四肢运动。人类文明很容易就能做到这些，但对于机器来说很难。

研发人员通过运动计划和控制堆栈，生成机器运动学模型，然后将所需路径生成底层平台，让整个系统参考其轨迹进行训练。

机器模拟系统中按照其期望的路径规划一条线路，不断添加相互连接的轨迹，并找到能让整个系统保持平衡。

在运动训练中，运动规划式是两个理想情形，但实际上将其放到现实生活世界上是不显示的。在这个过程中缺少几个关键动作，将其放置到现实生活世界中，会对模型动力学造成影响，特别是像两足动力学这样稳定的系统。

研发人员利用相应的传感器以及他们在现实生活世界中的观察来解决机器的控制难题，机器的骨盆位置、重心位置，使用更好的机器模型来进行训练。

通过跟踪机器在组织工作室中的路径来构建更好的机器模型，并依据实际情况修正机器的行为。

7、脚部控制系统：人类文明模拟音频映射运动参考，掌握抓握球体位置

为了解决人偶机器在观察的同时操纵真实的球体世界的难题，研发人员将这一步骤分成了两个，首先生成两个自然运动参考系统，然后再将其进行强化推广。

假设有两个人类文明对某一动作进行了演示，然后研发人员通过音频对其动作设置关键帧，并将其映射到机器上。这样只需要两个演示音频，研发人员就能将其推广到机器的现实生活操纵应用上。

这就能解决机器在抓取球体时手应该放在哪里，如何捡拾放置等难题。

三、人偶机器发展仍有无限可能

人偶机器这一新物种自诞生起就引发了热烈讨论，今年已经有多家知名科技公司发布了人偶机器，前有小米“铁大”，现在Tesla“破坏者”在概念版亮相一年后，终于公布了能走起来的工程版，同时在这次AI Day上，公布了十分完整的技术路线。

人偶机器因其技术集成度及难度都很高，被视作AI领域的终极形态，也将成为未来智能机器的重点发展方向之一。

现如今，服务、工业、特种机器已经深入到社会生活的方方面面，小至家庭中的扫地机器，大到厂房配送、机械臂等。而人偶机器仍然是两个新鲜事物。

从其技术难度而言，人偶机器相同于其他机器形态，代表了人们脑海中机器的理想形态，其研发难度也可想而知。

Tesla作为第一家将其摆上台面并在控制、步行方面都较为稳定的企业，离不开这家公司在自动驾驶领域的多年技术积累。事实上，自动驾驶技术中的神经网络架构、AI算法、激光雷达等都能迁移至人偶机器研究中。

特斯拉在第一届“AI Day”上曾说过：“我们的电动汽车是带轮子的半感知机器——用神经网络识别世界，了解如何在世界中导航。”

再加上随着AI技术不断进步，伴随着人机交互能力加强，其具备的人偶相比于其他机器形态来说，能更好的满足情感和陪伴需求，这也为人偶机器的发展带来了更多可能性。

谈及特斯拉研发人偶机器的初衷，要追溯到四年前。特斯拉认为Tesla的厂房“过度依赖机器”，并且在很多任务上，机器的表现并不如人类文明。因此，“破坏者”的如上所述应用场景也被他放到了代替人们从事乏味、危险性的组织工作上。

结语：特斯拉让人偶机器商业化之路可期

等了一年之久的“破坏者”，终于出现在了大众视野中，这也成为Tesla“AI Day”最受瞩目的环境。不过，其新奇的外观与性能并不是关键，对于人偶机器而言，其真正量产落地才是衡量这一新物种是否真正有价值的关键。

但从其能浇花、搬小东西这些更为细致的功能来看，特斯拉仍一直坚持着向拟人偶态机器不断进阶，从脚部动作、步态调整、控制系统等，依托于Tesla在电动汽车领域的强大技术积累，和基础设施及供应链。再加上特斯拉在人偶机器领域的野心和他强大的行动力，为这一产业带来了无限憧憬。

特斯拉在人偶机器亮相后说：“自动驾驶电动汽车对世界产生的巨大影响，使得运输生产力提升上至少提高了半个数量级，未来，破坏者或许会带了数个数量级的提升。”

此前曾有爆料称Tesla“破坏者”预计2023年实现量产，计划在德州厂房部署数千台人偶机器，最终可能会扩展到全球INS13ZD。如果Tesla的人偶机器能最终量产，并真正解决其落地难题，有望促进人偶机器的产业发展向前迈进一大步。

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特斯拉人形机器人能做瑜伽（马斯克又放大招 特斯拉推出人形机器人）

一、能施肥、送物、电路板组织工作，6个月面世试验机

二、以电动汽车设计过程为基础，强化调参至机器平台

三、人偶机器发展仍有无限可能

结语：特斯拉让人偶机器商业化之路可期

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