到目前为止,机器人使用最为广泛的领域仍然是工业,工厂流水在线的机器人已经勤奋工作了七十年。但这并不是大多数人心中理想机器人,因为影视作品中描绘的机器人要生动和亲切许多,也是每一代研发人员努力的目标。生成式技术和大模型的发展,将AI提升到了一个全新的层面,新窗口正在悄悄打开。比如波士顿动力公司发现,在其Atlas双足机器上搭载ChatGPT之后,“交流”变得简单起来。西门子公司和发那科(fanuc)将AI嵌入到机器人和工业流程中,重塑了制造业的面貌。AI正在帮助机器人突破原有的“智力”范围,从流水在线打工人、哄小孩子们玩具、展演场所的灯光秀工具人,迈向更多功能的实际应用领域,伴随着各种相关技术的演进,智能机器人正逐渐靠近我们的生活。
“具身智慧Embodied AI”成为新一代机器人的标志。具身智慧是指拥有自主感知、交互和行动能力的智慧体,能够与环境实时互动以理解和适应环境。经过大模型和数据训练的机器人系统,在人机交互等领域有望获得规模化良好应用。
随着高性能关节驱动器、运动算法、机器视觉和灵巧操作以及大模型等技术的快速发展,包括四足、人形、仿鱼水下、仿生扑翼等仿生机器人,在特殊服役、工业生产、商业服务、家庭服务等领域开始进行商业化的尝试。
图像、激光雷达等多种机器视觉技术的融合,加上听觉、触觉、嗅觉功能的加入,让机器人的感知能力大大加强。脑机接口、超小型微纳机器人的出现,帮助人们在医学、疾病治疗方面实现新的突破。
例如近期,由浙江大学、香港城市大学、麻省理工学院的联合团队研发,可吞服、无电池、组织粘附的软件机器人。它提供的短脉冲刺激可导致血浆胃饥饿素水平增加,能启动生长激素促分泌素受体并刺激食物摄入和脂肪沉积,团队还在成年猪模型的体内实现了胃饥饿素水平调节。这款机器人通过无线能量传输方案和可远程触发的仿生粘合技术,能够在完全摄入的同时进行慢性(长达几天)胃刺激,其生物粘贴机制使得胃驻留时长超过48小时。这项研究展示了通过非药物神经调节食欲和治愈其他疾病的潜力。
在医疗领域机器人不仅可以直接参与收入,而且还能帮助患者康复,这也是目前人形机器人研究的一个方向。
在新的工业应用中,一些人形机器人开始在恶劣环境下取代人类,完成一些繁琐、重复的搬运、分拣工作。
商业服务领域,无人驾驶、最后一公里的物流已经陆续开始尝试让机器人接手。
ICRA 2024 :未来机器之路
2024年5月在日本横滨举行的ICRA 2024是 IEEE 机器人与自动化国际会议(IEEE International Conference on Robotics and Automation),是机器人技术领域最有影响力的国际学术会议之一,此次会议吸引了全球7000 余位学者参加,收到来自 58 个国家的 3937 篇投稿,其中 1765 篇被录用。
一些关键技术受到学者和机器人公司的关注,也从侧面指出了未来的机器人技术发展方向。
除了具身智能技术,如何将人工智能领域的新方法运用到机器人上并进行改造发展受到关注,比如利用大语言模型和机器人的融合,解决机器人的运动控制等挑战。
从会议收录的论文来看,机器人学习与智能是较多人关注的方向;高效的户外场景视图合成:例如lightning NeRF,使用高效的混合场景表示,能有效利用激光雷达的几何先验,显著提高了NeRF的新颖视图合成性能,并减少计算开销;多传感器融合:通过融合激光雷达和多鱼眼相机等多传感器数据,实现更精确和全面的三维重建和环境感知。
机器人的形态、感知能力和智慧水平在同步提升,虽然具身智能机器人成为会议上提到最多的内容,但是从目前能够看到的机器人产品中,离这一目标还有相当距离。
在ICRA 2024上,不仅有大量的学术讨论,很多机器人公司也带来了自己的产品进行展示。
比如日本川崎重工带了来了人形机器人Kaleido mini,会刷马桶的服务机器人 Nyokkey4,四足机器人bex2;早稻田大学带来了会炒蛋的机器人AIREC;Hatsuki公司的动漫机器人,HatsuMuv;RT公司的Bonobo机器人,具有深度学习和机器视觉能力,体重只有20公斤,可在生产线分拣食物,价格便宜低廉;Kawata Robotics 人形机器人Nexage,可在电子产品组装,包装在线服务。
此外,韩国 Rainbow Robtics 带来人形机器人RB-Y1;西班牙 PAL Robotics 公司带来TIAGo人形机器人;法国 Pollen Robitcs 拿出了开源机器人Reachy等等。美国、中国的一些知名机器人公司也拿出了一些新概念的机器人产品,将在后文详述。
提前考虑机器人发展中潜在的伦理和社会问题
机器人能够代替人类从事各种劳动,很多职业可能受到冲击,失业调岗在所难免。例如,行政、销售、服务、制造业、交通运输等领域的工作可能被人形机器人取代。如果人形机器人造成了损害或事故,确定责任归属可能会变得复杂,目前还没有太多的法律法规可以参考。
机器人在工作时会采集大量数据,因此如何保证隐私和数据安全也是需要提前考虑的问题。
安全是人们担忧的另一个问题:失去控制的机器人,可能会带来灾难性后果。如果被人被用于犯罪、甚至战争等,将对人类安全构成广泛威胁。国际间的竞争合作中,机器人份量将比以前更重,掌握技术优势的一方将会具有更大的主导权。
新生事物的发展过程,也是人们不断调整和适应的过程。针对这些潜在的问题,各国政府已经在讨论、准备相迎的政策和发挥,并积极展开国际间的合作,以便在不远的未来,让机器人能够安全、可靠地走到我们的身边,承担更多工作。