逆战健步如飞 两足机器人 从蹒跚学步到健步如飞

2019-03-22
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文章简介:这可不是普拉特和他的同事期望看到的.他们和其他团队,包括来自卡内基梅隆大学和麻省理工学院等学校的顶级机器人实验室之所以来到这里,是为了展示他们各自的机器人可以完成大部分肢体健全的人可以做到的简单事情,像开门.驾驶机动车.操作工具和两条腿行走等.逆战健步如飞 两足机器人 从蹒跚学步到健步如飞在60分钟内,参赛机器人需要启动.驾驶一辆类似小吉普车的玩具车,之后从这辆车上下来,打开一扇关闭的门,进入大楼内,清理走廊上的碎片或者穿过一堆杂乱的砖块,拿起电动工具并用它切穿一个纸面石膏板,之后再转动一个大的

这可不是普拉特和他的同事期望看到的。他们和其他团队,包括来自卡内基梅隆大学和麻省理工学院等学校的顶级机器人实验室之所以来到这里,是为了展示他们各自的机器人可以完成大部分肢体健全的人可以做到的简单事情,像开门、驾驶机动车、操作工具和两条腿行走等。

逆战健步如飞 两足机器人 从蹒跚学步到健步如飞

在60分钟内,参赛机器人需要启动、驾驶一辆类似小吉普车的玩具车,之后从这辆车上下来,打开一扇关闭的门,进入大楼内,清理走廊上的碎片或者穿过一堆杂乱的砖块,拿起电动工具并用它切穿一个纸面石膏板,之后再转动一个大的金属阀,登上一个低矮的楼梯。

逆战健步如飞 两足机器人 从蹒跚学步到健步如飞

虽然大部分机器人至少完成了其中的几项任务,但它们也都倒下了很多次。在这次比赛中,最让人久久难以忘怀的,绝对是机器人们像酒醉的大学生一样翻倒在地的“精彩画面”。在YouTube网站上,该视频已被浏览了180万余次。

逆战健步如飞 两足机器人 从蹒跚学步到健步如飞

比赛结束6个月后,普拉特在佛罗里达州彭萨科拉市的实验室里描述了这次比赛的场景,并向所有担心人形机器人会集体起义反抗人类的人保证:“对机器人来说,光是行走就已经够艰难了。”

婴儿般的脚步

行走的确已经够艰难了——只需观察一个两岁以下的孩子走路,或者咨询一下曾经受伤后接受物理治疗以恢复行走能力的人就能知道。但为什么行走会很难呢?毕竟,我们这一物种直立行走已有上万年的历史了,其他两足动物,例如鸵鸟,也已经行走了数百万年。

“大家都以为,既然小孩子都会走路,那走路一定很容易,”康奈尔大学机械工程教授安迪·鲁伊纳(Andy Ruina)说,他从1996年起一直在研究腿式运动和设计行走机器人,“但小孩子可以做的很多事情,我们至今仍然不清楚相关机理。”

如果要用一个词来总结小孩子在学习走路时需要掌握的关键技能,那就是敏捷性。迈步、平衡、维持动力、纠正错误、适应地形——所有这些复杂行为都是双足行走的必要条件,但不是充分条件。哪怕轻微削弱其中任何一方面的能力,都会让大多数健康成年人视为理所当然的、协调有致的行走动作变得笨拙、无力、容易摔倒。

生物敏捷性则展现出与上述三个词截然相反的特性。首先,它是可控的:我们可以利用我们的感官自如可靠地找到落足点;第二,它具有鲁棒性:大多数时候,我们可以容许意外的发生,并能修正错误;第三,行走是高效的:日常行走不需要大量的时间用来适应,也不需要太多的能量或者注意力。换句话说,一个人可以一边走路,一边嚼口香糖。

经历了几百万年演化的磨练(更不用说在一两岁时还会持续专门学习走路),成年人类已经能轻松地实现上述三点。我们用视觉、触觉和本体感觉来控制身体,保持平衡;条件反射则确保我们在路上意外踩到一颗鹅卵石时也不会摔倒;被软组织包裹的坚韧骨骼则使我们的身体免受了大部分破损。

最后,我们的每一步都是机械效率与计算效率的协调配合:我们的肌肉和肌腱可以被动地吸收瞬时的冲击,并主动产生下一步的推力,我们的脊髓保持周期性的运动模式,以使我们的双腿在正确的方向上移动,而我们的大脑则倾向于在这时思考其他比走路更加重要的事情。

由此,我们就可以发现机器人行走非常“困难”的原因:迄今还没有人能设计出像人或者鸡这类两足动物一样,在走路的过程中同时结合控制性、鲁棒性和高效率的机器人。日本本田公司开发的著名的、脸似宇航员的ASIMO机器人就采用了一种以控制为中心的方法,能精确计算每走一步的轨迹和所需的力与动量。

波士顿动力公司则更强调鲁棒性:他们认为速度和平衡比规划和精度更重要,该公司发布的视频展示了下一代的阿特拉斯(Atlas)人形机器人能徒步穿越白雪皑皑的丛林,且摔倒后能够自行爬起,这段视频在网上大热。

佐治亚理工学院的机器人研究员阿龙· D· 埃姆斯(Aaron D. Ames)则致力于研究一个无头无臂的两足机器人DURUS,他用大量的数学方程详细地说明了机器人身上每一个可能的自由度,写到纸上足以填满数百页稿纸。

俄勒冈州立大学的机械工程师乔纳森·赫斯特(Jonathan Hurst)则基于一个通用的物理模型,建立了一个相对简单的机器人ATRIAS,这个模型同时也可以描述在地上奔跑的鸟的行为。

尽管他们采用的方法不同,但埃姆斯和赫斯特感兴趣的其实是同一件事:效率。此外,也有人采用的是混合性策略:普拉特的“奔跑者”在DRC比赛中获得了第二名,利用的是一种称为捕获点(capture point)的方法,综合了类似ASIMO的控制策略和波士顿动力公司机器人的鲁棒性。

以上所介绍每一种方法都有它的优点,但还没有一种方法能够模仿一个成年人类行走的效率、灵活性、速度和精度。

人们往往会说,工程师们本来就不应该费心让机器人完全模仿人类的走路动作。毕竟,来自韩国科学技术院(KAIST)的顶尖机器人专家吴俊镐(Jun Ho Oh)可不是让自己的机器人比对手们走得快才赢得200万美元头奖,他采取的方法恰恰相反,是尽可能地避免用腿移动——机器人的膝盖和脚上装有轮子,它其实是蜷曲身体以一个稳定的跪姿通过了大部分的比赛项目。

100多年前,莱特兄弟发明飞机时也并没有盲目地模仿鸟拍打翅膀的方式。

然而,建造像人一样行走的机器人仍然有着充分的理由。最显著的用途正如古犹太传说中的石巨人(Golem)一样:制造出一个比人类更强更好的身体,完成对人类身体而言过于困难、危险或乏味的任务。DARPA机器人挑战赛的场地,就是模仿2011年日本福岛第一核电站熔毁事故后的情况来设计的。

如果那时机器人已经能够开车进入工厂,通过楼梯或是布满碎片的走廊,转动某些阀门或开关,那么灾难可能已经减轻许多。应对灾难只是人形机器人的应用之一,办公室远程监控、家居服务、包装物流和配送、治安巡逻、安全监测、资源勘探和开采等任务也都可以通过人形机器人来辅助实施,甚至自动实现。

“我不知道还有什么现存的生物或机械形式能比类人的形式更适合陆上运动。”普拉特说。

机器人如能两足行走,或许还能产生重要的间接作用。埃姆斯表示,建造出能够完全模仿人体移动的机器人系统,将有助于我们理解行走行为本身。“如果你能让机器人像人一样走路,那你就能够帮助很多不能走路的人了。”他说。

对双足人形机器人的美好展望,也反映出人工智能在将来会有无限多样的应用。如果存在人工智能这样的终极思考机器,那人形机器人就可能成为终极的“执行机器”——即一个真正意义上的通用工具,它能充分利用我们已经发明的所有有用设备,在不可预知的环境中执行和完成任务。

“制造人形机器人的唯一原因就是为了能在将来拥有一个通用机器人,” 吴俊镐说,“双足机器人不必无处不在,但在某些场合,它们是非常必需的。而我们就在为这些情形做准备。”

完全的控制

普拉特的IHMC机器人实验室看起来像一个独立的创客空间:一个小型控制启动台横穿而过,两个年轻的研究员正踏着滑板,围着一张立式办公桌,用Nerf玩具枪互射。工作空间形似飞机库,乱七八糟地摆放着DRC 比赛场地的复制品和一个大的金属起重机架。

“奔跑者”像一块牛肉一样悬挂在起重机架上,四肢松弛,板状的脚向下倾斜,脚趾刚好碰到水泥地面。约翰·卡尔夫(John Carff)是实验室经验最丰富的机器人操作员,他正在启动“奔跑者”的校准程序。虽然依然是悬挂着的,但机器人开始举起它的胳膊和腿摆出一个明确的姿态,就像达·芬奇的著名素描人像《维特鲁威人》(Vitruvian Man)一样。

一根长长的白色细管倚靠在起重架旁边的柱子上,一端连着一个微型红色Everlast拳击手套。这表示,当“奔跑者”处于激活状态时,人应当保持在一个最小安全距离之外。“我们设定了严格的安全距离,无论如何都不能靠近。

”普拉特解释的同时,一个机械滑轮带动着“奔跑者”的脚降落到地面上。一根粗实的电缆给重达175千克的人形机器人的液压执行器输送了10千瓦的能量。“它身上的电路里流淌着相当于12匹马的力量,”普拉特说,“如果意外发生,机器人砸到你脸上的话,你可能就死了。”

在佛罗里达州人与机器认知研究所(IHMC)的“创造者”实验室里,“奔跑者”走上了楼梯。

普拉特和卡尔夫指示着“奔跑者”开始完成一些它在DRC比赛中做过的任务——单足保持平衡,朝着砖块的方向迈进几步,然后在砖块上行走并离开等,它看上去威风凛凛,但同时又给人一种战战兢兢、脆弱不堪的感觉。它庞大的身躯被包裹在一个镂空的金属防滚架内,依靠两条膝关节弯曲的锥形腿保持平衡,给人一种头重脚轻、负重累累的形象。

此时,它的扰动恢复程序还没有安装,因此,稍微用点劲就能使它翻倒在地(虽然连接着起重机架的安全绳会拉住它)。“奔跑者”行走缓慢,步态摇曳,就像一位年迈的老人推着轮椅穿过十字路口,但它确实是自己在走:当“奔跑者”拖着庞大的身躯在砖块上移动时,安全绳明显是松弛的。

验场:斯蒂芬(左)和卡尔夫(右)在操控IHMC实验室的两个操作控制单元。卡尔夫正在操纵“奔跑者”,而斯蒂芬在回顾检查多个显示器上呈现的数据。

普拉特用来规划“奔跑者”脚步的方法被称为“捕获点”(capture point),是指双足机器人为了防止跌倒,脚必须在地面上踩到的位置。当人在快速跨步或奔跑时,不需要事先精确地确定每一步的捕获点,因为在迈出下一步前,人可以花费相对较短的时间来平衡自己。然而,当一个人走路速度缓慢,或行走在崎岖的地面上时,“每一步的位置都是至关重要的,”普拉特解释道,“如果你偏移了几英寸,那你就会摇晃不定。”

想想踩在石头上安全穿过小溪的情形:一种方法是身体前倾,快速地一步步踩在石头上大致正确的地方,以保持平衡和轨迹;而另一种则是缓慢而小心地移动,每一步都把脚放在刚好正确的位置,以安全地转移重量。

据普拉特所言,“奔跑者”能实时感知自己所处空间的位置,是通过它盆骨上的惯性测量单元和每秒可进行1000次计算的程序来实现的(这款程序可以不断调整平衡和方向),这远远超过了人类的速度。但人类拥有而“奔跑者”不具备的,是轻巧的身体和灵活的四肢,这使得人能够迅速地移动以随时修正错误和扰动。

为了形象地说明这一点,普拉特描述了他和儿子玩过的一个游戏:“我们走在街上的时候,我有时候会突然大喊‘推扰恢复!’随后猛推他一下。”如果普拉特对“奔跑者”实施同样的恶作剧,即使这个机器人具备复杂的推扰恢复机制和12马力的液压式关节,但它还是很有可能直直地倒在地面上。

相比机器人,人类身体具有的另一个优点是摔倒后能站起来——至少不会粉身碎骨。正如普拉特所说,想象一个大金属块倒在地面上的场景,你就明白很难指望传统的机器人能从摔倒中幸免。

所以,在DRC比赛中,双足机器人行走的样子,相比于可怕、敏捷的“终结者”(Terminators)而言,更像是神情紧绷、身体孱弱的老人,这是因为它们的身体迫使他们这样做。“设计双足机器人的瓶颈不在于计算,而是硬件,”普拉特说,“如果我们可以开发出一种与肌肉一样的东西——一种轻量、高效的驱动器,能够在某一时刻表现得像一个强大的电机,而下一时刻却又变成一个被动的弹簧——我认为这会非常棒。”

弹簧-质点模型

赫斯特的行走机器人ATRIAS近乎全盲,且迟钝得如石头一般,它甚至没有头——仅仅有一根金属杆从四四方方的黑色胸膛里伸出来,赫斯特和他的研究生就通过这个来引导机器人,像一个无头机械鸡一样,在俄勒冈州立大学格拉夫大厅的周围大摇大摆地行走。

尽管存在这些明显的不足, ATRIAS却可以完成一个与人类极其相似的壮举,这是DARPA比赛中那些有路径规划、捕捉点计算等高级功能的双足机器人没有做到的:被一个意想不到的障碍绊倒之后,ATRIAS可以继续往前走,仿佛什么也没发生过一样。与大多数双足人形机器人沉重缓慢的步伐相比,ATRIAS就像是表演《雨中曲》中舞蹈片段的吉恩·凯利(Gene Kelly)一般。

“我们之所以设计这个机器人,是把它当做一个科学工具,仅为一个目的:研究行走动作背后的基本原理。”赫斯特说。换句话说,不要指望看到ATRIAS这种鸵鸟般的“生物”进入任何未来灾难现场。但是,如果赫斯特对双足行走的理解正确的话,我们可能不必等到有人发明人造肌肉,也可以让机器人像动物一样鲁棒、高效地行走向前了。

ATRIAS腿上的弹簧可以在每只脚落地时储存部分能量,并把它转变成推动机器人下一步的力量,动物腿上的弹性关节做的也正是同样的事。

ATRIAS的全称是“assume the robot is a sphere”,意为“假定机器人是一个球体”——这是物理学圈内的一个经典笑话,基本意思是“简单的才是最好的”。它走路的原理基于一个已有27年历史的步态运动理论,叫做弹簧-质点模型。

根据这个模型,用来描述一个由骨头,肌肉和肌腱组成的步行者的所有变量可以仅仅抽象为两个元素:身体的质量以一个单点的形式附着在一条无质量(在现实世界中,应尽可能地轻)的弹簧腿上。

弹簧-质点模型几乎就相当于一个计算机控制的弹簧高跷,上面承载着重物,但是这个模型应用于机器人腿的运动设计已有几十年,最著名的是麻省理工的机器人腿实验室(Leg Lab),它的创始人兼当时的首席研究员叫马克·赖贝特(Marc Raibert),在20世纪80年代末90年代初的时候,他在跳跃和奔跑机器人方面进行了开创性的研究,随后离开学术界,成立了波士顿动力公司。

赫斯特和普拉特在成立各自的腿式机器人实验室前,也曾在这个机器人腿实验室待过一段时间。

弹簧-质点模型之所以重要,是因为它为行走中的“动态稳定性”这一重要特征奠定了基础。如果一个机器人能以动态稳定的方式行走,那它保持平衡的方式就与人类相同:在每次迈步的过程中于倾倒之前获得平衡。如果一个障碍或错误使迈步过程中断,而机器人又不能及时纠正它的步态以支撑质心,那么它就将跌倒。普拉特解释说,“人体的质心离地面大约一米,这意味着为了避免严重的摔倒,你必须在三分之一秒内将腿摆到合适的位置。”

与此同时,静态稳定性采取的方法则相反:不是维持“摔倒”过程可控,而是将行走视为对静止站立状态的扰动,鲁伊纳说。每一步的路径和动力都必须提前精确计算,以使得机器人的质心在迈步的每一点上保持连续平衡。早期的双足人形机器人采用静态稳定行走的方式使机器人的刚性四肢更容易控制,这种方式的另一个特点是(至少在理论上)能够在任何一点定格而不摔倒。

目前的人形机器人,包括那些参加DRC比赛的人形机器人,使用的方法也是这种方法的一个变体(被称为“准静态稳定性”),需要在行走时深思熟虑、脚掌水平着地以用来保持平衡。

准静态双足机器人需要大量高能耗的驱动器和计算能力来控制它僵硬屈膝的步态,就算如此仍然对干扰极其敏感。但基于弹簧-质点模型的动态稳定双足机器人,如ATRIAS,则利用腿和地面之间自然发生的相互作用减少了很多麻烦。“如果你走在坚硬的地面上,你伸出腿,然后落下,它会自动地适应它撞击到的一切。”普拉特解释道,上世纪90年代,他在麻省理工学院的实验室里设计双足机器人时,也利用了相似的动力学理论。

当被动摆动(没有电机驱动)的双腿与强大的髋关节电机相连时,弹簧-质点模型就能产生一种极为高效的步态,受到扰动时能够神奇般地自动复原。赫斯特用“动物般的表现”来形容ATRIAS的行走过程中节能和敏捷的融合。的确,当他跟踪机器人的运动,并绘制出随着时间变化的数据图形时,结果发现得到的曲线与人类和几种地面行走的鸟类非常匹配。

赫斯特说,这种一致性意味着,他设计ATRIAS身体和行为所采用的物理原理,可能与自然行走背后的原理完全相同。“在制造ATRIAS的过程中,我们没有模仿任何生物,”他宣称,“它的腿看起来一点也不像鸡或人类的。但我们看到,它背后的走路模式是与两足动物一样的。这让我意识到,我们发现了一些重要秘密——要让机器人走得更好,很可能不需要更快速的驱动器或者更多的计算。”

边走边适应

虽然吴俊镐的HUBO机器人赢得了DARPA机器人挑战赛200万美元的头奖,但环视他的实验室一眼,就能知道他并不是一夜成名。Hubo实验室坐落在韩国科学技术院内一个像车间一样的仓库里,里面挂满了过去15年间他苦心研制的一代代人形机器人。

这些机器人一个个被挂在小小的机架上,像过时的衣服一样。最原始的Hubo设计是本田公司ASIMO机器人一个儿童大小的复制品, 这是2004年他的资助申请被韩国政府拒绝后,将同事们剩余的研究经费拼凑在一起完成的。

他在成功验证了自己的概念后,终于获得了资金支持,建造了一个更高、更坚固的版本,去掉了灰色的外壳,袒露出金属内脏,像是一个机器人的人体标本。仓库里还收藏着一个黑色无头的Hubo原型,吴俊镐制造这个原型,是用来测试他的最新设计,专门针对DARPA比赛严酷的模拟灾难场景。

Hubo本身更像是一个真人大小的GoBots玩具,在闪烁的红光和蓝光装饰下,它纤细、几何状的铝制身体更富美感。就像GoBots玩具一样,Hubo的秘密武器不在于大脑或者力量,而是能够以不可思议的方式变换自己的形态。

吴俊镐是一个有趣,又稍微有点古怪的人。他很乐意进行一些演示——尤其是自收到来自DARPA的百万美元奖金后。今年2月初的某一天,他和他的研究生为一个法国专家访问团、KAIST院长,以及韩国的一位三星上将演示了Hubo的基本技能。而就在一周前,他还带着Hubo参加了在瑞士达沃斯举行的世界经济论坛。

鉴于Hubo的荣誉和名声,有人可能会认为吴俊镐对Hubo的行走能力充满了无限的信心,但其实完全相反。被问到在DRC比赛之前的早期阶段,Hubo多长时间会摔倒一次时,他愉快地回忆道:“大约一个月一次,但大部分时候损坏并不是非常严重。”他坦率地承认,他的获胜策略恰恰在于尽可能地避免双足行走。“如果在实验室里,99%的时间行走都是有效的,那么在现实世界中,问题就往往出现在剩下的那百分之一上。”吴俊镐说。

吴俊镐原本打算让Hubo以行走的方式通过DRC比赛,就像普拉特的“奔跑者”那样。但在测试过程中遇到了很多难题。此时,他的合作者李政浩(Jungho Lee)说服了他采取了更为保守的策略,而不是机会都押在Hubo不完美的行走能力上。

李政浩是彩虹机器人公司(Rainbow Robotics)的首席执行官,这个公司是Hubo实验室的衍生子公司,用于商业化Hubo机器人及其技术。吴俊镐最终想到了一个解决办法,他称为“多模式的机动性”,说白了就是“不管白猫黑猫,能抓到老鼠就是好猫”。

本质上,吴俊镐把Hubo变成了一个变形金刚。在平坦的地面上,机器人折叠成跪姿,然后驱动紧贴在膝盖和脚上的车轮前进。Hubo的躯干也可以独立地绕着盆骨旋转,这可以让它灵巧地扭转成各种姿势,让行走效率最大化。

例如,当遇到DRC比赛中碎片满地的走廊时,Hubo就没有浪费时间,冒着摔倒的风险采取直立的姿态用手排除障碍。与此相反,它跪在轮子上,将上半身旋转180度,将“脚”的平底朝着前面,像一只公羊一样,推开行进过程中的碎片,迅速并安全地向前滚动。

吴俊镐的独创方法产生了一个集精度、鲁棒性和效率于一身的腿式人形机器人,同时严格遵守了DRC的比赛规则,但并不是所有的机器人专家都认同它的理念。“我不喜欢这样的设计(指Hubo的变形)。”佐治亚理工学院的埃姆斯说。埃姆斯的DURUS人形机器人没有参加主要的挑战项目,但在机器人耐力测试中获胜了,这是一个针对超高效双足行走的外围赛。

卡内基梅隆大学的托尼·施滕茨(Tony Stentz)的观点则与埃姆斯不同。他的CHIMP机器人同样避开行走方式,在四条腿上安装坦克履带滚动前进,最终获得第3名。“你不得不考虑这个问题,并且拿出最好的设计来解决它,所有的因素都需要考虑到,”他说,“如果你即将登台参加DRC比赛,并说方案必须拥有双足形态,那我会说,你大大地限制了自己的选择范围——并且很可能就此错过了最佳方案。”

吴俊镐同意这一点,但他内心其实也像其他人一样,认为在 DRC比赛中最终最为实用的还是人形双足机器人。“如果机器人在百分之百的时间内都能完美地像人一样行走,我们就不需要‘多模式的机动性’了。”他说。他的观点与普拉特一致,都认为硬件水平限制了人形机器人;他计划在接下来的两年内“从头做起”,建立起对驱动器的认识。

不过,吴俊镐补充道:“我不打算等待全新的驱动器问世,所以我们目前不得不继续依靠现有的电动、液压或气动马达来改善Hubo的有效性。如果这意味着要设计巧妙的运动方式来弥补人形机器人两条腿的不完美表现,那就这样做吧。”

近乎人类

今年2月,波士顿动力公司发布了一段视频,视频中,该公司最新的人形机器人几乎完成了所有参加DRC比赛的机器人努力实现,以及它们没能成功做到的事情。这个新的机器人——DRC比赛中,几支队伍使用的阿特拉斯人形机器人的一个改进版本——能够靠近并打开一扇门,接着以像人一样的轻快步伐穿过门。

它可以在崎岖的路面上行走,即使当它的脚在雪地上来回滑动时也能恢复平衡。它能自如地降低身体的高度,还能在抓着10磅(约4.5千克)重物的情况下从下蹲的姿势站起来。

它也曾脸着地重重地摔倒(幸而没有导致液压管破碎,引发液体飞溅,2015年有一个不幸的参赛者发生了这惨痛的一幕)。也许最令人印象深刻的是,它在摔倒后马上将身体重心移到脚上,然后站了起来。

这个展示震撼了人形机器人家族,就像“深蓝”下棋击败了国际象棋世界冠军加里·卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)一样。鲁伊纳称波士顿动力公司的这款机器人“彻底改变了人形机器人领域的格局”,埃姆斯和赫斯特分别用“惊人”和“实在太厉害了”来评价它,普拉特称赞了其“非凡”的运动范围,尤其是“它能以一路下蹲的方式行走”。

他补充说:“我自己甚至都不能做到那样。”不过,他们并不认为稳健的双足行走已经“实现”了,这并不是因为波士顿动力公司拒绝分享设计背后科学上或工程上的细节。

“这是技术发展的最新水平,”埃姆斯说,“他们提出了一个解决方案,显然比大多数人的更好,但这并不是最佳解决方案。”(波士顿动力公司没有回应《科学美国人》多次提出的采访要求。)

对这些研究人员而言,同样的问题仍然存在。如何让机械驱动器在提供强大扭矩的同时,还能利用被动的动力学特性?什么样的控制算法能让机器人适应各种差异悬殊的环境,既能踮着脚尖小心翼翼地爬楼梯,又能在一堆石头上迅速大步走呢?这个设计系统该怎样提高效率,并降低价格呢?“在机器人领域,并没有类似微电子工业领域的摩尔定律。”普拉特说。

所以,解决双足行走的工作还得继续进行。赫斯特正在研究一个ATRIAS的后代,在仿真中,它已经能够奔跑、行走、驾车,以及从地面自行爬起。埃姆斯计划让DURUS走下跑步机,在2017年的时候行走在佐治亚理工学院的校园。

埃姆斯和普拉特正致力于美国航空航天局(NASA)的瓦尔基里计划(Valkyrie project),旨在开发一个人形机器人陪伴宇航员去火星;与此同时鲁伊纳正在研发一个叫做TickTock的双足机器人,他声称,利用廉价、现成的组件,可以让它展示出像人一样的效率和性能。

“我们也曾希望在一两年内制作出一个像波士顿动力公司那样的视频,但最后他们先做到了,”鲁伊纳承认,“有一刻我曾想,'糟糕,我余下的生活要做什么呢?’但后来我想到了莱特兄弟。他们的发明并不是结束,而是开始。随后,飞机动力学理论出现了。阿特拉斯是迄今为止,任何人做过的、最令人印象深刻的双足机器人,但这意味着没有什么可以继续做的了吗?不,这仅仅是打开了思想世界的大门。”