机器人|人类离“阿凡达”还有多远?
1981 年 , 年轻的詹姆斯·卡梅隆做了一个奇怪的梦 , 他梦见自己被机器人追杀 , 几年后 , 他将梦境搬上大银幕 , 以《终结者》这一形象征服了全世界观众 , 而在多年后回忆自己的创作动机 , 他说道:
"机器是我们的梦想 , 也是噩梦 , 问题在于 , 人类和机器能否共同打造未来?"
这个问题直到今天仍然没有定论 , 但卡梅隆以自己的方式给出了一个方向--在创作影片《阿凡达》的过程中 , "将人类智力注入遥控的生物身体中"(即所谓的"化身")这一概念成为整个故事的核心 。
也指出了人与机器人 , 在未来世界共存的另一种可能性 。
近日 , 由日本全日空(ANA)赞助的机器人赛事 Avatar XPRIZE , 旨在全球寻找以人类智慧 , 远程操控机器人的"阿凡达机器人"的优秀团队 。 如果团队能使用"化身"完成数十项挑战 , 则有机会获得千万美元大奖 。
【机器人|人类离“阿凡达”还有多远?】奖金或许只是奖励 , 但是团队的尝试 , 或许会成为人类"阿凡达"之路重要的一环 。
更"接地气"的机器人大赛
与 DARPA 的机器人大赛不同 , 尽管 XPRIZE 也通过面向全球的比赛推动技术发展 , 但其展开的比赛却围绕气候环境变化、粮食危机、热带雨林保护等领域 。
本次面向机器人领域的 Avatar XPIZE 也和 DARPA 的机器人比赛有所不同 , 目的是寻找能够将人类感官、行为和存在实施部署至遥远地点的化身系统(即 Avatar) , 从而打造出联系更加紧密的世界 。
显然 , 这样的目标相较于更加科幻的 AI 机器人来说显得更接地气 。
正如其首席执行官 Anousheh Ansari 所说:"当某地出现危机时 , 另一个国家的人足不出户就能为其提供援助 。 "这种虚拟化身的方式将解决现实世界的问题 , 正是这种特殊之处让 Avatar XPRIZE 具有更贴近当前产业结合的现实意义 。
正如大赛名称所代表的含义 , 该比赛更多地强调机器人是一种化身 , 而不是一种工具 。 操作员将需要能够识别 , 他们的机器人正在触摸的物体 , 听到机器人听到的声音 , 看到机器人看到的画面 , 并需要通过温度传感感知温度--这也是为何你会看到参赛队伍都在采用类似头戴式 VR 设备的重要原因 。
其次 , XPRIZE 将使用模拟的"高质量"网络连接 , 其中"可靠性、带宽、延迟和抖动将代表最佳可用的公共互联网服务" 。 很难说如果 DARPA 机器人大赛团队能够使用可用的最佳公共互联网服务 , 他们的效率会提高多少 , 但对于使用了 VR 设备 , 追求尽可能高同步率的 Avatar XPRIZE 比赛来说 , 网络质量相较于 DARPA 大赛会更胜一筹 。
还有一点值得注意 , 参赛队伍必须在 20 分钟或更短时间内完成设定的目标 , 这实际上也变相增加了难度 。
如此一来 , 你或许能明白 , Avatar XPRIZE 不仅在考验参赛队伍设计出的机器人的灵敏度和多功能性 , 还对队伍的熟练度提出了很高的要求 。 这些都暗示了比赛项目一旦能够实现 , 将对现实具有的重要意义 , 而当我们再从一些参赛队伍的作品细节观察 , 又能进一步看到这项比赛的特殊之处 。
从现实世界寻找"未来之路"
作为一项人机协作的赛事 , Avatar XPRIZE 设定的任务看起来较基础但多样化 , 不仅仅是针对灾难场景 , 还有很多看似非常日常的任务目标 。 并且 , 现场也会给出其他的任务要求 , 虽然整体来看 , 这些项目难度并不大 , 但要在特定时间内完成却显得更加复杂 , 以下是此前在比赛时的目标项目 , 从中我们也可一窥该比赛的特点:
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这些动作每一项看起来都很寻常 , 但综合在一起却体现出在特定场景中的复杂性 , 而一旦能够操控机器人快速完成 , 就意味着参赛队伍能够让机器人在一些特殊场景发挥出实际作用 。
例如 2021 年半决赛中获得第一名的 NimbRo 团队 , 这个来自德国波恩大学自主智能系统实验室的设计出的机器人 , 由一个操作员站点和一个可移动化身机器人组成 。
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德国波恩大学自主智能系统实验室的 NimbRo 在进行比赛|IEEE
机器人有一个类似人类的上半身、两条手臂和完整的五个指头的双手 , 头部则装备有广角摄像头、麦克风阵列 , 和展示操作员面部表情的显示器 。
在远程操控过程中 , 机器人能将操作员的面部表情和声音实时同步到现场 , 这一过程借由 VR 头戴设备内的多颗摄像头和眼球追踪技术得以实现 , 而其头部和手部动作则会被捕捉并传输给机器人 , 操作员通过 VR 设备控制器以及手部操控装置来"化身"成机器人完成各种动作 。
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NimbRo 团队在操控机器人|IEEE
NimbRo 团队指出 , 操作者可以通过手腕上的力-扭矩传感器 , 来感受化身机器人手掌抓握时的力度 , 也能通过电机的电流感应刺激 , 感受到手指的细微触感 。
利用这套设备 , 在半决赛时 , NimbRo 机器人完成了包括煮咖啡、下棋、玩拼图游戏 , 测量高血压、体温、血氧饱和度等操作 , 还帮助需要帮助的人穿上夹克 , 这都让这台机器人在疫情之后的当下具有更大的现实意义 。
类似的 , 由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)研发的 Avatrina 机器人也将 VR 技术与机器人技术进行融合 , 通过操控人员的 VR 设备来实现机器人的实时动作 。
Avatrina 配备了视觉和听觉系统 , 可以让远程操控人员和机器人面前的人进行沟通 , 而机器人也能通过头部的平板电脑(即机器人的脸)看到机器人面前的一切 。