機器人何時能幫我們做家務？

| 有待突破 |

2013年，美國波士頓動力公司推出了新款機器人“阿特拉斯”。這款1.88米高的人形機器人在美國國防高級研究計劃局舉辦的機器人挑戰(zhàn)賽上首次亮相。它能夠在凹凸不平的地面行走，從箱子上跳下，甚至能爬樓梯。它就像從科幻小說中走出來一樣：一個按照人類形象設計的機器人，可以完成各種日常任務。阿特拉斯的出現(xiàn)似乎預示著一個嶄新時代的到來：機器人即將接手枯燥且繁重的家務勞動，未來還極有可能成為合格的養(yǎng)老護理員。

自那以后，人工智能技術(shù)突飛猛進，從計算機視覺到機器學習，各領(lǐng)域都實現(xiàn)了飛躍式發(fā)展。近期興起的大語言模型和生成式人工智能，更是為人機交互帶來了全新機遇。然而，在實驗室之外，實體機器人仍主要用于工廠和倉庫——被安置在特定的安全區(qū)域完成特定的任務。

“這些年來，實體機器人研究并未取得突破性進展。”英國高級研究與發(fā)明局機器人項目主任珍妮·里德頓了頓，接著說道，“也并非毫無進展，但相較于計算機和軟件的成功，實體機器人的進步只能用‘微不足道’來形容。”

布里斯托大學機器人學和人工智能教授內(nèi)森·萊波拉表示，研發(fā)機器人需要更多資源。一名優(yōu)秀的程序員只需一臺電腦就可以編寫算法，但制造機器人必須依賴實體設備。“這個過程更加復雜，實現(xiàn)難度更大，進展也更為緩慢。”

各大實驗室和公司一直在積極研發(fā)新型人形機器人。由于液壓驅(qū)動成本高昂，波士頓動力公司宣布終止阿特拉斯項目，轉(zhuǎn)而研發(fā)全電驅(qū)動的新一代機器人，并計劃在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化應用。總部位于俄勒岡州的敏捷機器人公司表示，旗下“靈動機器人”已投入物流設施，執(zhí)行搬運箱子等任務，并借此獲得報酬。埃隆·馬斯克稱，自2025年起，人形機器人“擎天柱”會在特斯拉汽車工廠工作。

要讓機器人在非嚴格受控的環(huán)境中自主運作，我們?nèi)杂泻荛L的路要走。里德指出，以當前的硬件條件，人工智能技術(shù)的進步對實體機器人助益有限。生成式人工智能系統(tǒng)可以寫詩作畫，卻無法勝任骯臟且危險的工作，而這恰恰是人類最希望實現(xiàn)自動化的領(lǐng)域。這些工作所需的，遠不止一個裝在盒子里的大腦。

| 從手部開始 |

一款實用機器人的設計往往從手部開始。里德表示，“機器人能否在不損壞物品的前提下精確且熟練地操作，是決定其應用場景的關(guān)鍵。”這對人類而言輕而易舉，但對機器人來說卻難如登天。目前，里德正牽頭一個項目，致力于破解這一難題。

倫敦影子機器人公司負責人里奇·沃克說，提升機器人靈巧性的挑戰(zhàn)之一在于體積。沃克展示了公司推出的“幻影靈巧手”——它和人類手掌大小相仿，有四根手指和一根拇指，關(guān)節(jié)可模擬人類指節(jié)的活動。這只機械手雖小巧精致，卻連接著比人類手臂粗壯許多的機械臂，如此一來，它才能承載電纜、執(zhí)行器等諸多部件。畢竟，要達到人手的操作水平，幻影靈巧手必須配備多個傳感器和傳動裝置才行。

機械手有一個優(yōu)勢——它的尺寸和形狀適合操作人類工具。但是，完全仿照人手設計的機械手并不一定適用于所有場景。影子機器人公司最新研發(fā)的“三指靈巧手”采用獨特的設計，配有三根手指——與其說是手指，不如說更像拇指——比人類手指大，上面布滿觸覺傳感器。該產(chǎn)品由影子機器人公司與人工智能實驗室“深度思考”聯(lián)合研發(fā)，后者希望它能通過反復嘗試學會抓取物體——這種試錯法被稱為“強化學習”。

三指靈巧手的設計非常重視穩(wěn)健性。一段視頻顯示，即便遭受木槌連續(xù)擊打，三根手指仍能正常開合。由于尺寸較大，這款機械手可容納更大的滑輪，從而減輕鋼絲的壓力。這意味著，它至少能穩(wěn)定運行300個小時。

2024年9月，深度思考實驗室在其研究論文中介紹了一種新型機器人訓練法。盡管同樣采用試錯法，但新方法會先在模擬手上進行測試。待模擬手成功完成擰螺母、螺栓等任務后，研究人員再將它學到的行為遷移至三指靈巧手。深度思考實驗室的科學家瑪麗亞·鮑薩稱：“三指靈巧手仍要經(jīng)歷成千上萬次試驗，只不過我們沒有讓它從零開始。”

這項研究揭示了人工智能與機械手研發(fā)的相輔相成關(guān)系。但要讓機器人真正理解它所處的環(huán)境，仍需依賴物理交互。發(fā)明局的里德指出，諸如聊天生成型預訓練轉(zhuǎn)換模型（ChatGPT）等文本生成器所依賴的大語言模型，主要基于互聯(lián)網(wǎng)上海量的人類語言數(shù)據(jù)。“可是，我們要去哪里尋找關(guān)于摘草莓或做三明治的觸覺數(shù)據(jù)呢？”

| 人形機器人 |

手固然重要，但也只是身體的一部分。如今，越來越多的機器人公司和實驗室開始關(guān)注完整人形機器人的研發(fā)。人形機器人的吸引力部分源于心理因素。影子機器人公司負責人沃克說：“我們一直期待那種機器人——就像《星球大戰(zhàn)》中的斯瑞皮歐一樣。”將人形作為研發(fā)目標也不無道理。

“我們的環(huán)境設計本就圍繞人類展開。”敏捷機器人公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席機器人官喬納森·赫斯特說，“賦予機器人類似人類的外形是一種合理的設計思路，有助于機器人移動、操作以及與人類共存。”當然，人形機器人未必是最優(yōu)解。在復雜地形中，四足結(jié)構(gòu)的輪式機器人說不定更有優(yōu)勢。

在赫斯特看來，機器人下一步會進軍零售業(yè)，擔任貨架補貨員。不過，就不少應用場景而言，現(xiàn)在使用機器人并不劃算。以送貨機器人為例，沃克表示，“相比拿最低工資、簽零工合同、騎電動車送貨的人工快遞員，機器人恐怕尚不具備成本優(yōu)勢。”

與我交流過的大多數(shù)機器人專家認為，能夠帶娃遛狗、洗衣做飯的多功能家用機器人目前依然只是一個遙遠的夢想。里德說，護理機器人常被夸大為應對人口老齡化問題的良方，但實現(xiàn)這一愿景卻尤為艱難。“我們還是先等到機器人能夠可靠地拆卸筆記本電腦或為你做三明治時，再來考慮如何讓它照顧老人吧。”

編輯：要媛