人形機(jī)器人開始工作

十年前，在美國(guó)佛羅里達(dá)的美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）機(jī)器人挑戰(zhàn)賽（DRC）上，我看到當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的人形機(jī)器人在受福島核災(zāi)難啟發(fā)所建的場(chǎng)景中奮力前行。一組經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師控制著每個(gè)機(jī)器人，它們頭頂上的安全繩可防止其摔倒。機(jī)器人必須展現(xiàn)出移動(dòng)、感知和操控能力——盡管費(fèi)勁巴力且緩慢，但它們確實(shí)做到了。

這些機(jī)器人項(xiàng)目顯然處于研究階段，而目光長(zhǎng)遠(yuǎn)的DARPA正推動(dòng)此領(lǐng)域不斷發(fā)展。2005年和2007年DARPA針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車舉辦的超級(jí)挑戰(zhàn)賽和城市挑戰(zhàn)賽為如今的自動(dòng)駕駛出租車奠定了基礎(chǔ)。2015年的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽上，有幾臺(tái)機(jī)器人成功完成整個(gè)終極場(chǎng)景，由此我們明確了一個(gè)問(wèn)題：人形機(jī)器人何時(shí)才能從研究項(xiàng)目轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)產(chǎn)品？

答案似乎是2024年。到這個(gè)階段，一些資金雄厚的企業(yè)將在商業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目中部署自己的機(jī)器人，以確定人形機(jī)器人是否真的準(zhǔn)備好開始工作了。

2015年，俄勒岡州立大學(xué)動(dòng)態(tài)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的喬納森·赫斯特（Jonathan Hurst）與他人共同創(chuàng)立了Agility，打造了一款以人為本、多用途且實(shí)用的機(jī)器人“數(shù)字”（Digit）。Digit的體型與人類大致相同，身高1.75米，重65公斤，可以舉起16公斤重量。Agility現(xiàn)在正準(zhǔn)備大規(guī)模生產(chǎn)商業(yè)版本的Digit，并希望機(jī)器人在物流行業(yè)打出第一片天——它將開始從事一些機(jī)械重復(fù)性的人類工作。

人形機(jī)器人有用嗎？

赫斯特說(shuō)：“我們花了很長(zhǎng)時(shí)間與潛在客戶合作，尋找我們的技術(shù)能提供真正的價(jià)值，又具有可擴(kuò)展性和營(yíng)利性的應(yīng)用。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在有個(gè)合適的應(yīng)用案例，那就是電子商務(wù)行業(yè)里的物流箱運(yùn)送。”物流箱是倉(cāng)庫(kù)用來(lái)存儲(chǔ)和運(yùn)輸貨物的標(biāo)準(zhǔn)化容器。當(dāng)貨物進(jìn)入或離開倉(cāng)庫(kù)時(shí)，空的物流箱被不斷從某一處移動(dòng)到另一處。這是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，即使在高度自動(dòng)化的倉(cāng)庫(kù)中，大部分此類工作也由人類完成。

Agility方面表示，美國(guó)目前有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人從事物流箱處理任務(wù)，而物流公司遇到了招工難問(wèn)題，市場(chǎng)上缺少足夠的勞動(dòng)力。此外，這方面工作往往枯燥、重復(fù)且對(duì)身體造成壓力。赫斯特表示：“從事這些工作的人基本上都是在做機(jī)器人的工作?！比绻麄兡苋プ龈ヅ渥陨韮?yōu)勢(shì)的工作，效果會(huì)更好。Agility首席執(zhí)行官達(dá)米恩·謝爾頓（Damion Shelton）解釋稱：“我們將使人類勞動(dòng)力轉(zhuǎn)變成更具監(jiān)督性的角色。我們正努力打造一些能與人合作的產(chǎn)品，使人類更好地應(yīng)用其判斷力、創(chuàng)造力和決策能力，利用我們的機(jī)器人作為工具，更迅速更高效地完成工作?！?/p>

Digit要成為有效的倉(cāng)庫(kù)工具，必須具備對(duì)Agility及其客戶而言有用、可靠、安全且經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的優(yōu)點(diǎn)。Agility相信這些預(yù)期都可能實(shí)現(xiàn)，并指出Digit相較人類工人在成本和性能方面更有潛力。謝爾頓說(shuō)道：“我們鼓勵(lì)人們思考，如果能將人力資本分配到大樓其他地方，每小時(shí)可以節(jié)省多少錢？”謝爾頓估計(jì)，一家大型物流公司需要為每個(gè)員工每小時(shí)支付至少30美元的勞動(dòng)相關(guān)費(fèi)用，其中包括福利和各種間接費(fèi)用——當(dāng)然，員工的到手工資要比這個(gè)數(shù)字少得多。

Agility尚未準(zhǔn)備好提供Digit的定價(jià)信息，但我們獲悉，每臺(tái)設(shè)備的成本低于25萬(wàn)美元。按這個(gè)數(shù)字，如果Digit能實(shí)現(xiàn)至少20 000小時(shí)工作量的目標(biāo)（五年內(nèi)每天兩班倒），機(jī)器人每小時(shí)所需費(fèi)用將達(dá)到12.50美元。服務(wù)合同每小時(shí)可能會(huì)增加幾美元。謝爾頓表示：“你可以將其與執(zhí)行相同任務(wù)的人類勞動(dòng)力做比較。只要機(jī)器人的工作效率與人類處于同檔次，你就可以琢磨琢磨該選人還是機(jī)器人?！?/p>

就通用能力而言，Agility的機(jī)器人無(wú)法媲美人類，但這也不是他們的目標(biāo)。用赫斯特的話說(shuō)：“Digit做不到人類所能做的全部。它只會(huì)執(zhí)行一項(xiàng)流程自動(dòng)化任務(wù)（例如移動(dòng)空物流箱）。”在這些任務(wù)中，Digit能夠跟上（實(shí)際上略高于）普通人類工人的速度，因?yàn)闄C(jī)器人無(wú)需脆弱人體所需的特定工作條件。

亞馬遜的倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)

第一家對(duì)Digit進(jìn)行測(cè)試的公司是亞馬遜。2022年，亞馬遜投資Agility，作為其產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基金的一部分。2023年底，亞馬遜開始在美國(guó)華盛頓州西雅圖附近的機(jī)器人研發(fā)基地測(cè)試Digit。Digit在亞馬遜并不孤單——這家科技巨頭目前擁有超過(guò)75萬(wàn)個(gè)部署于倉(cāng)庫(kù)中的機(jī)器人，包括在封閉區(qū)域運(yùn)行的傳統(tǒng)系統(tǒng)，以及具有必要自主性以便與人更好協(xié)作的更現(xiàn)代的機(jī)器人。這些新型機(jī)器人包括普羅透斯（Proteus）等自主移動(dòng)機(jī)器人，能在倉(cāng)庫(kù)周圍移動(dòng)推車；還有麻雀（Sparrow）和紅衣鳳頭鳥（Cardinal）等固定式機(jī)器人手臂，能在結(jié)構(gòu)化環(huán)境中處理庫(kù)存或客戶訂單。

有腿的機(jī)器人是新鮮玩意。負(fù)責(zé)監(jiān)督Digit測(cè)試的亞馬遜全球機(jī)器人公司工程總監(jiān)艾米麗·維特里克（Emily Vetterick）說(shuō)道：“Digit的有趣之處在于它雙足行走，能以略微變化的方式適應(yīng)空間。我們很高興現(xiàn)在開始測(cè)試Digit，從而了解這項(xiàng)技術(shù)的潛力。”

幾十年來(lái)，雙足機(jī)器人兩條腿的意義是什么，一直是機(jī)器人領(lǐng)域的一大疑問(wèn)。顯然，在一個(gè)主要為人類設(shè)計(jì)的世界里，外形似人的機(jī)器人是理想選擇。但對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，要兩條腿動(dòng)態(tài)保持平衡是很困難的，特別是在它們搬運(yùn)重物并且預(yù)計(jì)要以人類速度工作數(shù)萬(wàn)小時(shí)的情況下。什么時(shí)候值得使用雙足機(jī)器人而非更簡(jiǎn)單的機(jī)器人？

維特里克表示：“讓我真正興奮的Digit應(yīng)用案例是空物流箱回收。我們已經(jīng)在許多倉(cāng)庫(kù)里使用傳送帶（一種非常傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案）做自動(dòng)回收，也不希望在傳送帶工作的地方使用機(jī)器人。但傳送帶要占據(jù)一定空間，它適用某些類型的空間。當(dāng)遠(yuǎn)離這些空間時(shí)，機(jī)器人就開始有用武之地?！?/p>

然而，對(duì)機(jī)器人的需求不一定轉(zhuǎn)化為對(duì)雙足機(jī)器人的需求，像亞馬遜這樣的企業(yè)擁有資源來(lái)建造倉(cāng)庫(kù)，以支持其所需的任何形式的機(jī)器人或自動(dòng)化。亞馬遜新建造的倉(cāng)庫(kù)是這樣的：地面平坦，通道寬闊，對(duì)帶輪的機(jī)器人特別友好。

維特里克指出：“我們（為Digit）考慮的建筑類型不是新一代的建筑。我們無(wú)法在其中放置傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案，因?yàn)闆](méi)有足夠空間。”根據(jù)她的描述，一些舊有建筑組織混亂，包括中間有房頂支撐結(jié)構(gòu)的狹窄過(guò)道，以及托盤、紙板、電線套和人體工程學(xué)墊造成地面不平坦的區(qū)域?！拔覀兊慕ㄖ奖闳藗儗?dǎo)航，但即使是很小的障礙物也可能成為輪式機(jī)器人難以克服的阻礙，而步行的雙足機(jī)器人就不怕這些了?！边@就是雙足機(jī)器人的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：它們能快速輕易地適應(yīng)為人類設(shè)計(jì)的空間和工作流程——至少，這是它們的目標(biāo)。

維特里克強(qiáng)調(diào)，西雅圖研發(fā)站點(diǎn)的部署只是對(duì)Digit能力的一個(gè)非常小的初步測(cè)試。讓機(jī)器人將物流箱從貨架運(yùn)送到平坦、空曠的地面?zhèn)魉蛶?，并不能反映亞馬遜終極的應(yīng)用目標(biāo)。亞馬遜甚至不確定Digit是否會(huì)成為此項(xiàng)特定工作的最佳工具，對(duì)于一家那么注重效率的公司來(lái)說(shuō)，只有針對(duì)特定問(wèn)題的最佳解決方案才能在其工作流程中找到永久席位。維特里克解釋稱：“亞馬遜對(duì)通用機(jī)器人不感興趣。我們始終專注于自己要解決的問(wèn)題。我不想建議說(shuō)Digit是解決此類問(wèn)題的唯一選擇。但它是我們有興趣嘗試的一個(gè)潛力方案?！?/p>

通用人形機(jī)器人可以幫助人們完成任何需要完成的任務(wù)——這個(gè)想法當(dāng)然極具吸引力，但正如亞馬遜明確表示的，對(duì)于像Agility這樣的公司來(lái)說(shuō)，第一步是找到執(zhí)行單個(gè)任務(wù)（或者幾個(gè)不同的任務(wù)）的足夠價(jià)值，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長(zhǎng)。Agility相信，Digit將能通過(guò)解決亞馬遜的空物流箱回收問(wèn)題來(lái)擴(kuò)大業(yè)務(wù)，充滿信心的他們準(zhǔn)備在俄勒岡州塞勒姆開設(shè)一家工廠——最終達(dá)到每年生產(chǎn)1萬(wàn)個(gè)Digit機(jī)器人的高峰。

人形機(jī)器人的前景

Agility并非唯一一家致力于2024年商業(yè)化部署雙足機(jī)器人的企業(yè)。另有至少7家公司也在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并已獲得數(shù)億美元的資金支持。特斯拉、1X科技、Apptronik、Figure、Sanctuary和Unitree都擁有商業(yè)人形機(jī)器人原型。

盡管過(guò)去兩年有大量資金和人才涌入商業(yè)人形機(jī)器人開發(fā)，但最近并未出現(xiàn)能真正推動(dòng)開發(fā)的根本性技術(shù)突破。傳感器和計(jì)算機(jī)的功能已經(jīng)足夠，但執(zhí)行器仍然復(fù)雜且昂貴，而且電池很難在一個(gè)完整工作班次里為雙足機(jī)器人持續(xù)提供動(dòng)力。

另外還有其他挑戰(zhàn)，包括創(chuàng)建可通過(guò)彈性供應(yīng)鏈制造的機(jī)器人和開發(fā)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施以支持大規(guī)模商業(yè)部署。迄今為止最大的挑戰(zhàn)來(lái)自軟件方面。僅僅創(chuàng)建一個(gè)能完成某項(xiàng)工作的機(jī)器人是不夠的，這個(gè)產(chǎn)品必須以安全、可靠和高效的方式完成工作——因?yàn)檫@是做產(chǎn)品，而不是做實(shí)驗(yàn)。

毫無(wú)疑問(wèn)，Agility和其他開發(fā)商業(yè)人形機(jī)器人的公司擁有令人印象深刻的技術(shù)、引人入勝的故事和驚人的巨大潛力。至于這種潛力是否會(huì)轉(zhuǎn)化為在工作場(chǎng)所大展身手的人形機(jī)器人就要取決于亞馬遜等公司的努力了，他們現(xiàn)在似乎持謹(jǐn)慎樂(lè)觀的態(tài)度。我們或?qū)⒖吹街貜?fù)性勞動(dòng)工作方式的根本轉(zhuǎn)變。目前，機(jī)器人要做的就是運(yùn)送貨物。

資料來(lái)源 IEEE Spectrum

本文作者埃文·阿克曼（Evan Ackerman）是美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）雜志《科技縱覽》（IEEE Spectrum）的高級(jí)編輯。自 2007 年以來(lái)，他撰寫了 6000 多篇有關(guān)機(jī)器人及相關(guān)技術(shù)的文章。他擁有火星??地質(zhì)學(xué)學(xué)位，擅長(zhǎng)吹奏風(fēng)笛