搜维尔科技：为什么人形机器人还没有进入我们的家中？

2013年，美国机器人公司波士顿动力公司发布了其新款机器人Atlas。这款身高1.93米（6英尺2英寸）的人形机器人在美国国防部高级研究计划局（DARPA）机器人挑战赛上亮相，能够在不平坦的地面上行走、跳箱，甚至爬楼梯。它就像小说中经常描绘的场景：一个设计得像我们一样操作的机器人，能够承担各种日常任务。这似乎预示着某种事物的曙光。机器人将承担我们所有枯燥乏味的家务，并成为老年人护理员。

从那时起，我们见证了人工智能 (AI) 的飞跃发展，从计算机视觉到机器学习。近期涌现的大型语言模型和生成式人工智能系统为人机交互开辟了新的机遇。然而，在研究实验室之外，实体机器人仍然主要局限于工厂和仓库，执行非常具体的任务，通常被安置在安全笼内。家用机器人仅限于吸尘器和割草机——Rosie机器人就更不用说了。

英国政府研发机构高级研究与发明局机器人项目主任珍妮·里德表示：“自20世纪50年代以来，机器人本体一直没有取得实质性进展。我并不是说没有进步，但当你回顾计算和软件领域取得的进展时，就会发现进步之少令人震惊。”

布里斯托大学机器人与人工智能教授内森·莱波拉 (Nathan Lepora) 表示，开发机器人需要更多资源。一个拥有计算机的人才可以编写算法，但制造机器人需要接触物理设备。“这要慢得多，难度也大得多，”他说道。“这正是机器人技术落后于人工智能的根本原因。”

研究实验室和企业希望弥补这一差距，他们正在开发一系列新型人形机器人，其中一些已开始投放市场。波士顿动力公司于今年4月停产其原有的液压Atlas模型，并推出了一款新的电动版本，计划在未来几年内实现商业化，并将于明年在现代汽车工厂开始测试。总部位于俄勒冈州的Agility Robotics公司声称，其Digit机器人是第一个真正获得报酬的人形机器人，可以在物流设施中搬运箱子。埃隆·马斯克坚称，特斯拉的人形机器人（Optimus或Tesla Bot）将于明年在其汽车工厂开始工作。

但要让机器人在严格控制的环境之外运行，我们还有很长的路要走。里德表示，人工智能的进步只能在现有硬件的条件下走这么远——而对于许多任务来说，机器人的物理能力至关重要。生成式人工智能系统可以写诗或绘画，但它们无法完成我们最希望自动化的肮脏危险的工作。对于这些工作，你需要的不仅仅是一个盒子里的大脑。

实用的机器人设计通常始于双手。“机器人的许多用例实际上取决于能否精确而熟练地处理事物而不损坏物体，”里德说。人类非常擅长这一点。我们可以本能地在举哑铃和拿着蛋壳之间切换，或者在切胡萝卜和搅拌酱汁之间切换。我们还拥有出色的触觉感知，这体现在我们能够阅读盲文。相比之下，机器人则举步维艰。里德的Aria 项目获得了 5700 万英镑的资金支持，专注于解决这个问题。

伦敦Shadow Robot公司总监里奇·沃克表示，机器人灵巧性的挑战之一是尺寸。在公司位于卡姆登的办公室里，他展示了Shadow灵巧手。它和人手一样大，有四根手指和一根拇指，关节模仿人的指关节。虽然手指看起来很纤细，但这只灵巧手却连接着一个比人类前臂宽得多的机械臂，上面塞满了电子设备、电缆、执行器以及操作灵巧手所需的一切。“这是一个包装问题，”沃克说。

人手尺寸的优势在于，它的尺寸和形状适合操作人类的工具。沃克举了个实验室移液器的例子，他用可塑粘合剂Sugru对移液器进行了改造，使其更加符合人体工程学。你可以将移液器工具直接安装在机器人手上，但这样一来，机器人手就只能使用移液器，而不能操作剪刀或螺丝刀之类的工具。

但是，完全像人手的手并不适合所有任务。Shadow Robot最新的灵巧手DEX-EE看起来相当奇怪。它有三根手指，更像拇指而不是手指，比人类的手指大得多，并且覆盖着触觉传感器。该公司与Alphabet的人工智能研究实验室Google DeepMind合作设计了它，后者想要一只可以通过反复尝试来学习如何拿起东西的机械手——一种被称为强化学习的反复试验方法。但这带来了挑战：机械手通常被明确设计为不会撞到东西，如果撞到东西就很容易断裂。DeepMind研究工程师Murilo Martins说，当他用最初的灵巧手进行实验时，“每隔半小时我就会断掉一条肌腱

DEX-EE注重坚固性：一段视频显示，当用木槌敲击时，三个手指能够愉快地张开和闭合。它更大的尺寸可以容纳更大的滑轮，从而减少钢丝绳的受力，这意味着它可以可靠运行至少300小时。

手虽然重要，但只是身体的一部分。虽然Shadow Robot和其他公司专注于手指，但越来越多的公司和实验室正在开发完整的人形机器人

类人机器人的吸引力可能部分源于心理层面。“这就是我们一直期待的机器人——就像C3PO一样，”沃克说道。但将人类形态作为灵感来源也自有其道理。“我们所有的环境都是围绕人设计的，”Agility Robotics联合创始人兼首席机器人官乔纳森·赫斯特说道。“因此，拥有大致接近人类的外形，对于运动、操控以及与人类共存来说，是一种非常好的方式。”

但人形机器人并非适合所有工作。轮式机器人可以去轮椅使用者能去的任何地方，而当遇到更棘手的地形时，四条腿可能比两条腿更好。波士顿动力公司（Boston Dynamics）的狗形机器人Spot可以在崎岖的地面或楼梯上快速行走，即使摔倒也能自行扶正——而双足机器人则难以做到这一点。“人形机器人的形态与人类相似，并不意味着它必须以人类的方式移动，并受到我们关节限制的限制，”波士顿动力公司的一位发言人在电子邮件中补充道。

目前，类人机器人仍在摸索中。布里斯托大学的莱波拉表示，华丽的视频和流畅的设计可能会让人们对它们的能力和可靠性产生不切实际的印象。波士顿动力公司的短片令人印象深刻，但该公司也因其机器人失败的搞笑片段而闻名。今年1月，马斯克分享了一段擎天柱折叠衬衫的视频——但眼尖的观众发现了该机器人是远程操控的迹象

将机器人从实验室和工业环境带入家庭或公共场所的一大挑战是安全。今年6月，电气电子工程师协会（IEEE）成立了一个研究小组，专门研究人形机器人的标准。该小组主席Aaron Prather解释说，在共享空间中工作的机器人与被关在防护笼中的工业机器人截然不同。“它们可以与亚马逊或福特工厂的同事互动，因为那些受过训练的工人与机器人一起工作，”他说道。“（但如果）我把机器人放在公园里，它该如何与孩子们互动？又该如何与那些不了解情况的人互动？”

赫斯特设想机器人下一步将应用于零售业，比如上架货架或在后台工作。普拉瑟则认为，我们很快就会看到机器人服务餐桌。然而，对于很多应用而言，使用机器人可能并不划算。沃克举了送货机器人的例子。“与那些拿着最低工资、签订零工合同、骑电动滑板车的人相比，送货机器人必须更具成本效益，”他说。

与我交流过的大多数机器人专家都表示，多功能家用机器人——那种可以洗碗、洗衣服、遛狗的机器人——还遥不可及。“实用人形机器人的时代已经到来，但通往真正通用的人形机器人的道路将是漫长而艰难的，而且还需要很多年。”波士顿动力公司表示。护理机器人通常被吹捧为解决人口老龄化问题的方案，但里德表示，它的前景尤其艰难。“让我们先让机器人能够可靠地拆卸笔记本电脑或为你做三明治，然后再考虑如何照顾老年人。”她说。这还是在我们真的希望机器人承担护理工作的情况下。就像艺术和诗歌一样，或许有些角色仍然需要人情味才能更好地呈现。

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