這個(gè)晃來晃去的重物看上去就像一個(gè)金屬娃娃，樣子脆弱并且古怪。但這就是Atlas，世界上最精密的機(jī)器人之一，它由MIT計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室Atlas設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)人羅斯‧泰得瑞克(Russ Tedrake)說，“它的操縱系統(tǒng)比戰(zhàn)斗機(jī)還要復(fù)雜”。

Atlas是進(jìn)入DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽決賽的25個(gè)機(jī)器人之一，6月將會(huì)在加州的波莫納代表泰得瑞克率領(lǐng)的MIT團(tuán)隊(duì)參加為期兩周的決賽。與其它進(jìn)入決賽的機(jī)器人一樣，它的目標(biāo)是成為最好的搜救機(jī)器人。在對(duì)人類過于危險(xiǎn)的地域，一個(gè)可以舉起數(shù)百磅重重物和工具車的機(jī)器人可以挽救很多人的生命并且不會(huì)給人帶來危險(xiǎn)。這次挑戰(zhàn)賽是對(duì)這些機(jī)器人搜救技能的測(cè)驗(yàn)。

MIT團(tuán)隊(duì)的Atlas并不是6月里將用雙肩承載世界的唯一機(jī)器人，它還要與另外五個(gè)Atlas機(jī)器人角逐。這幾個(gè)Atlas使用不同軟件，但都是對(duì)同一母體做出一定改變而成。Atlas除了雙手是來自機(jī)器人制造商Robotiq公司，其他部分均為谷歌旗下的機(jī)器人公司Boston Dynamics (關(guān)于這家奇葩公司，雷鋒網(wǎng)有過詳細(xì)介紹) 制作。谷歌將它捐贈(zèng)給了MIT用于參與比賽。如果要贏得200萬獎(jiǎng)金，MIT團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人就必須得在一個(gè)小時(shí)內(nèi)打開一扇門，旋轉(zhuǎn)一個(gè)閥門，用動(dòng)力鉆在墻上鉆出一個(gè)孔，上幾步臺(tái)階，還要穿越巖石區(qū)和坑洼的地面，處理意外任務(wù)。另外，它還要駕駛一輛轎車。

怯場(chǎng)

Atlas的測(cè)試是在靠近MIT的一個(gè)大車庫里，里面有一個(gè)大型控制中心，和三個(gè)博士生：組長帕特·馬里恩(Pat Marion);“僚機(jī)一號(hào)”安德烈斯·巴倫蘇埃拉(Andres Valenzuela);“僚機(jī)二號(hào)”格雷格·伊扎特(Greg Izatt)，另有督查操作指揮員，博士后斯科特·奎恩德斯瑪(Scott Kuindersma)。

在操作中的屏幕上，他們可以看見Atlas，也能看見Atlas看見的東西，但是他們看不見機(jī)器人。機(jī)器人在房間那頭一個(gè)緊關(guān)的門后面，身上系著繩子，防止掉落。Atlas在挑戰(zhàn)賽和這次演示中的第一個(gè)任務(wù)是打開緊關(guān)的那扇門。泰得瑞克解釋說，自最后一個(gè)測(cè)試以來，他們移動(dòng)了房間把手的位置。他們只有一周時(shí)間測(cè)試Atlas在挑戰(zhàn)賽中可能遇到的所有問題。

如果可以在控制中心人工直接操控Atlas，這個(gè)任務(wù)不過是小事一樁，但是MIT團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人為自動(dòng)操作，所以團(tuán)隊(duì)成員不會(huì)操縱機(jī)器人打開那扇門。團(tuán)隊(duì)成員可以做的只是向機(jī)器人發(fā)送找到門把手并打開門的指令。機(jī)器人會(huì)怎樣操作由所裝置的軟件程序決定。

這并不容易完成。正常情況下Atlas會(huì)用幾分鐘時(shí)間，現(xiàn)在卻要用10分鐘。他開玩笑說，“機(jī)器人看見有人給他拍照害羞了”。首先，測(cè)試的進(jìn)展是良好的。機(jī)器人看見了門把手，并且在背部給團(tuán)隊(duì)成員發(fā)送了將要執(zhí)行的操作路線，這顯示他會(huì)將自己的左手移到門把手上，抓住，然后向后拉。過程看上去不錯(cuò)，它的判斷完全正確。

Atlas用爪狀的手觸摸到了扶手，但是，抓空了。

該團(tuán)隊(duì)于是重新開始，對(duì)Atlas重新設(shè)置。這一次，施加的壓力過大，腳部的傳感器開始反向運(yùn)動(dòng)——反作用力使自己離門更遠(yuǎn)了。就在團(tuán)隊(duì)嘗試調(diào)整的時(shí)候，緊閉門后面?zhèn)鱽砭薮笤胍?。屏幕上可以看到機(jī)器人在顫抖。三個(gè)博士生和那位博士后幾乎同時(shí)奔向操作中心并大叫，“快按恢復(fù)建，現(xiàn)在!”

馬里恩在鍵盤上發(fā)出了快速指令，機(jī)器人平穩(wěn)的站住了。如果他沒有及時(shí)的關(guān)閉，機(jī)器人應(yīng)該已經(jīng)摔下去了。在第三次嘗試的時(shí)候，Atlas抓緊了門把手，一下就把門打開了。人們長舒了一口氣。

自動(dòng)化

MIT團(tuán)隊(duì)的成員不知道自己的軟件跟其他5個(gè)Atlas團(tuán)隊(duì)相比會(huì)怎樣，但是都依賴一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即自動(dòng)化，也就是那個(gè)讓他們的機(jī)器人在緊閉門前抓破頭皮10多分鐘的東西。

最終MIT團(tuán)隊(duì)的Atlas演示完了所有任務(wù)(除了駕駛，因?yàn)閯虻姆山箼C(jī)器人駕駛)。它轉(zhuǎn)動(dòng)了門閥，使用機(jī)械鉆給干板墻鉆了孔，甚至還完成了一個(gè)意外的任務(wù)——它爬上了一個(gè)桌子，拿起了一個(gè)電話聽筒。這個(gè)動(dòng)作聽起來容易但是做起來難。機(jī)器人需要轉(zhuǎn)身，尋找目標(biāo)的位置。它的傳感器在什么都沒有的時(shí)候撿起了某個(gè)東西。問題來了，這個(gè)東西是什么呢?

泰得瑞克解釋說，“這個(gè)機(jī)器人能看見抽象的東西”。“人工操作員通過在機(jī)器人程序中定義這些抽象東西幫助實(shí)現(xiàn)這一行為”。在屏幕上，這看起來似乎就像模糊的桌狀凝聚物上的像素。馬里恩和巴倫蘇埃拉嘗試弄清這些東西;一旦知道他們看到的是什么，他們就能在控制器上的材料清單上做出選擇，并在目標(biāo)的頂部覆蓋木質(zhì)或塑料的幾何形狀。盡管機(jī)器人之前從來沒有見過電話，團(tuán)隊(duì)可以告訴他目標(biāo)的位置。不到三分鐘，Atlas就站在我們面前拿著電話在假裝打電話了。

此時(shí)，自動(dòng)化似乎正取得成功。測(cè)試的部分任務(wù)會(huì)在斷電情況下進(jìn)行，因?yàn)樵谟行r(shí)間段機(jī)器人與他們的人工操作員不會(huì)有聯(lián)系。對(duì)于完全依靠遠(yuǎn)程操作的機(jī)器人，這意味著失去關(guān)鍵的時(shí)間。理論上說，MIT團(tuán)隊(duì)的Atlas會(huì)繼續(xù)嘗試執(zhí)行最近的指令——鉆孔、拿起電話聽筒。所以，MTI團(tuán)隊(duì)希望其他團(tuán)隊(duì)縱然能在諸如穩(wěn)定性等其他方面優(yōu)于自己，自己也能通過斷電導(dǎo)航贏得最后的勝利。

穩(wěn)定性

但是，對(duì)于Atlas以及其他的兩足機(jī)器人，穩(wěn)定性都是嚴(yán)重的問題。回想一下，人類花多長時(shí)間才學(xué)會(huì)走路——甚至偉大的機(jī)器人小說家艾薩克·阿西莫夫警告說，兩足運(yùn)動(dòng)的“不平衡控制”是機(jī)器人研究真正的挑戰(zhàn)。事實(shí)確實(shí)如此。在比賽中，不會(huì)有任何的安全繩。如果Atlas摔倒了怎辦?在真正的比賽中如果摔倒肯定會(huì)遭遇失敗，還有件沒有完成的事是摔倒后如何爬起來，雖然機(jī)器人有能力爬起來，但是無論如何要讓他站的更穩(wěn)。

這是非常冒險(xiǎn)的一步。一旦摔倒，Atlas就要離開測(cè)試區(qū)，重新校準(zhǔn)，然后才能回到場(chǎng)地繼續(xù)完成任務(wù)。Atlas沒有保護(hù)性外殼，很脆弱，容易受損;有些團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人使用車輪而不使用雙腿移動(dòng)。

在最終決賽上，這會(huì)影響Atlas的發(fā)揮。任務(wù)清單上唯一沒有完成的就是上臺(tái)階。泰得瑞克和他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的軟件程序可以讓Atlas爬梯子，但是DARPA改變了比賽規(guī)則。泰得瑞克承認(rèn)說，如果他早知道上臺(tái)階是必選項(xiàng)而穿越巖石區(qū)是可以選擇的，他就給機(jī)器人裝上輪子了?，F(xiàn)在的Atlas完全靠雙腿維持穩(wěn)定性。

這一點(diǎn)在機(jī)器人嘗試第一步時(shí)就得到了證明。

Atlas自信的完成了這三步的設(shè)置。在房間后部，Atlas三位人工操作員讓機(jī)器人上臺(tái)階。馬里恩通過弄清機(jī)器人的抽象數(shù)據(jù)并將其定義為一個(gè)具體的目標(biāo)，幫助Atlas確定臺(tái)階具體的位置。巴倫蘇埃拉使用Atlas的傳感器確保他們會(huì)從適當(dāng)高度上臺(tái)階。伊扎特核實(shí)準(zhǔn)備工作一切就緒。馬里恩將機(jī)器人可能的立足點(diǎn)標(biāo)注在它內(nèi)部的臺(tái)階地圖上。機(jī)器人會(huì)給馬里恩，發(fā)送一個(gè)動(dòng)畫，顯示自己計(jì)劃將要采取的路徑，然后團(tuán)隊(duì)會(huì)摁ok鍵確認(rèn)。Atlas抬起自己的腿，然后重心開始前移。

“嘣”，一聲巨響。屏幕上，Atlas突然摔倒，從臺(tái)階上滾了下來。泰得瑞克一直在看著機(jī)器人的步伐，目睹了這一切。他大聲叫道，“他的小腿骨受傷了!”支撐絲在臺(tái)階八字形的位置將Atlas吊在懸掛位置。

團(tuán)隊(duì)亂成一團(tuán);發(fā)生了什么?臺(tái)階都是有模式的。Atlas起始點(diǎn)很不錯(cuò)的。原來是立足點(diǎn)錯(cuò)了。團(tuán)隊(duì)讓Atlas的腳與臺(tái)階邊緣靠的太近。

泰得瑞克后來說，“這是我們看到的它走的最差的一次”。問題出在哪呢?Atlas有臀部。在演示中間的時(shí)候Boston Dynamics傳出這個(gè)消息。這天早些時(shí)候，團(tuán)隊(duì)發(fā)出了一些解讀;Atlas制造商讓這三個(gè)工程師確保在6月5號(hào)比賽之前完全替換機(jī)器人的臀部部件。

那么可以肯定的是，Atlas在第一次嘗試轉(zhuǎn)動(dòng)門閥之前所有組件都完美運(yùn)行。雖然這點(diǎn)令人感到安慰，但是其他的比賽要求卻并不令人滿意：比賽那天，Atlas將必須獨(dú)自在電池供電下運(yùn)行。迄今為止，Atlas只在這種情況下運(yùn)行過一個(gè)小時(shí)。團(tuán)隊(duì)并不知道機(jī)器人能堅(jiān)持多長時(shí)間。

正確的問題

Atlas仿人設(shè)計(jì)的理念是，為世界或人類服務(wù)的機(jī)器人應(yīng)該是人形的。比如，如果機(jī)器人將進(jìn)入一個(gè)核電廠阻止核能外泄，由于機(jī)器人將要接觸的那些按鍵和工具原本是為人類設(shè)計(jì)的，那么將機(jī)器人設(shè)計(jì)成人的高度和人的形狀不會(huì)更好嗎?

或許是的。履帶輪比雙腿更加穩(wěn)定。“它動(dòng)作笨拙，但是人類移動(dòng)自如。生物的某些控制機(jī)制是科技遠(yuǎn)不能達(dá)到的。”這在某種程度上就是挑戰(zhàn)的美。

測(cè)試結(jié)束時(shí)，巴倫蘇埃拉說，“有時(shí)我覺得機(jī)器人很令人遺憾”。他有一個(gè)四個(gè)月大的兒子，從某方面說他的兒子比Atlas要更先進(jìn)。Atlas可以行走，而他的兒子不能;Atlas可以駕駛而他的兒子16年內(nèi)都不能;但他的兒子可以無需幫助而識(shí)別目標(biāo)。Atlas可以使用激光和相機(jī)調(diào)查周圍——比他四歲的兒子要更酷——但是他需要人工操作員解釋數(shù)據(jù)的含義。

幾天之后，Atlas將會(huì)被打包裝進(jìn)卡車，運(yùn)到加州。他的人工操作員會(huì)在競(jìng)賽前一周和他會(huì)合?，F(xiàn)在Atlas正緊緊的被吊在繩索上。

一個(gè)有趣的問題是，當(dāng)它摔下來的時(shí)候有沒感覺像是自己摔倒了?下周就沒有支撐線防止機(jī)器人摔倒了，它必須得靠自己的雙腳走路。