揭秘Alphabet“登月工厂”机器人

投稿时间:2021-11-27  消息来源:  提交者:笑傲江湖

腾讯科技讯 11月23日消息,每天下午1点半时,机器人们就会排队来到咖啡厅。这群独臂机器人靠四个轮子滑行进入就餐区,在错综复杂的餐桌之间穿梭。
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就像猎人跟踪猎物一样,它们旋转着双筒望远镜大小的头,通过一系列摄像头和传感器盯着周围的环境。额外的视觉由激光雷达传感器提供,类似于自动驾驶汽车上的传感器。如果这些机器人配有武器,它们的出现可能会引发恐慌。不过幸运的是,每个机器人手臂的末端都安装了定制的橡胶清洁刷。
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这些机器人的目标是桌面。它们会走到桌子前沉思几秒钟,以确定是否有人就座。如果有人就餐,它们就会继续前进,直到找到空着的桌子。在逗留了1秒钟之后,也许是在进行内部运算,机器人旋转并展开四肢,将手臂伸展到桌子上方,有条不紊地用一种透明的消毒剂覆盖表面。

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然后,它收回手臂,把多余的液体挤进底座上的桶里。任务完成后,它继续前进,寻找另一张空桌子来清洁。吃完午饭的人甚至懒得抬起头来,因为这些机器人已经在这里工作了好几个星期。
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不过,这不是为了解决劳动力短缺的绝望尝试,而是由谷歌母公司Alphabet旗下“登月工厂”的实验室X进行的Everyday Robots项目研究。这家咖啡馆试验场是位于加州山景城谷歌园区内的数十个试验场之一,该公司庞大的员工中有部分任现在已经重返工作岗位。
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帮助解决机器人领域两大难题
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这个项目希望让机器人变得有用,能够在开放环境中操作,而不仅限于工厂等受控环境中。经过多年的开发,Everyday Robots终于被送到现实世界去做实际工作,至少是走出了X总部大楼。他们让机器人将垃圾分类到适当的回收站,清洁服务或许代表着机器人领域的下一个前沿。
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Everyday Robots正在挑战机器人领域的两大难题,这些挑战非常艰巨,以至于许多人质疑这一努力是否值得。第一个挑战是可靠地完成人类助手的任务。Everyday Robots处于“莫拉维克悖论”的锋芒边缘。莫拉维克悖论认为,计算机相对容易执行困难的认知工作,而要复制两岁孩子的认知功能则极其困难。
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在Alphabet参与的领域,机器人也被用于在复杂的交通路线上导航,比人类更安全地驾驶汽车,并打败人类围棋冠军。而在Everyday Robots的世界里,征服一项平凡的任务似乎更为重要,比如穿过一个杂乱的房间,打开棘手的门把手,这就像赢得了“超级碗”(Super Bowl)。
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举例来说,擦拭桌子的活动不仅仅只是擦拭,需要提前设置一整套擦桌子的动作。假设当道路被人或物体挡住时会发生什么?达西・格林诺兹(Darcy Grinolds)说:“机器人的正确反应是:我有足够的空间优雅地移动吗?或者我需要彻底改变自己的路线?”格林诺兹是该项目硬件可靠性和设计验证团队的负责人。
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Everyday Robots试图解决的第二大挑战是,以一种既经济又高效的方式朝着这个目标迈进,让人们习惯于旁边是个机器人,而不是个无聊、领着低薪的人类。
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谷歌以及被称为X的实验室多年来始终痴迷于实现上述愿景。领导Everyday Robots团队的是挪威工程师汉斯・彼得・布朗德莫(Hans Peter Brondmo),他是一名企业家和工程师,于2015年加入X。他必须弄清楚前主管安迪 鲁宾(Andy Rubin)收购机器人的不和谐之声,后者因性骚扰指控而离开了苹果。
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X的首席执行官阿斯特罗・特勒(Astro Teller)说:“布朗德莫不是显而易见的选择。他关心机器人技术的发展,但他会是第一个告诉你他不是世界顶级机器人专家的人。我之所以选择他,是因为他是真正了解人的世界级企业家。”
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在十几岁时搭建了没有太多功能的机器人手臂的办公室里,布朗德莫解释说,只有随着机器学习取得最新进展,制造有效的通用机器人才成为可能。工程师们使用机器学习来训练软件识别物体,然后运行数百万次模拟,将几周的测试压缩成几个小时。
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这有助于他实验室里笨拙的机器人真正了解它们的环境,并在这些知识的基础上积累工具集,帮助解决在非受控环境应对不可避免的困境。虽然Everyday Robots可能不像波士顿动力公司视频中的机器人那样华丽,但它们经过了优化,可以完成更多任务。
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布朗德莫补充道:“是的,你可以在YouTube上看到非常酷的机器人后空翻演示,但这些机器人对周围环境一无所知。你可能会说我们的机器人速度很慢,但它们实际上是完全自主的。它们在我们生活的这个世界里工作,他们实际上正在学习做些事情,这些简单的任务变得越来越复杂。我们把能够与我们一起生活和工作的机器人带进我们生活的世界,而不是让我们进入它们生活的世界。”
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投入实用前需通过两大测试
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Everyday Robots学习负责人姆里纳尔・卡拉克里希南(Mrinal Kalakrishnan)展示了他的团队如何训练机器人开门的动作,这是机器人在谷歌园区的某些工作所必备的技能,例如走进会议室,通过传感器确定是否存在有毒碳含量超标。打开门闩的培训花了不到10个小时。但一旦单个机器人学到了某些东西,这些知识就会被发送回整个机器人团队的集体云智能,然后所有的机器人都可以使用该技能开门。
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最初,看到这些机器人监控会议室和擦桌子令人感到震惊。但随后你会问自己:为什么Alphabet要花数百万美元研发三岁孩子都能轻松胜任的家务活的机器人?莫拉维克悖论的推论是18世纪作家和词汇学家塞缪尔・约翰逊(Samuel Johnson)的不幸类比,一个女人向一只用后腿走路的狗说教:“尽管做得不好,但你会惊讶地发现有人还会这么做!”
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有时,在Everyday Robotics,它做得很好,最令人难以置信的演示是精心编排的机器人舞蹈,三个机器人与开发团队的驻场艺术家凯蒂・坎(Catie Cuan)共同表演了一场令人毛骨悚然的情感芭蕾舞。凯蒂・坎是舞蹈演员,正在攻读斯坦福大学机器人学博士学位。观察她的动作并通过云协调自己的行动,机器人执行了复杂的人类复制互动,同时花费空闲周期提供由伦敦交响乐团样本库制作的即兴配乐。
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在Everyday Robotics真正有用之前,需要通过两个真正的测试:第一,它们必须足够便宜,才能成为人类劳动力的高性价比替代品;第二,它们必须足够灵活,能够应对它们在人类容易驾驭的混乱现实中遇到的几乎无限数量的计划外障碍。X工程师本杰・霍尔森(Benjie Holson)在木偶师家庭长大,他说自己的观点对目前的工作很有帮助。他承认,如果清理桌子的机器人得到的是酱油而不是消毒剂,他们会很乐意用酱油弄脏桌子表面。
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要想让机器人知道它们的橡胶清洁刷是不是在喷酱油,并解决无数其他现实世界中意想不到的挫折,依然面临无数挑战。但就在不久前,机器人翻译或创造性写作似乎同样难以捉摸。在评估团队进展时,布朗德莫认为我们正处于突破的边缘。他指着手机说:“这并不意味着机器人不久就会成为现实,但下一代人将会像我们对待这些东西一样对待机器人。”
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可以说,在我们所有人每天都和机器人共舞之前,可能还需要很长时间。但布朗德莫和泰勒相信,机器人擦桌子总有一天会成为家常便饭。当被追问Everyday Robots的商业案例时,泰勒猜测,普通客户不会像Roombas那样购买它们,而是与服务提供商安排派遣机器人执行任务,无论是打扫公司办公室还是帮助老年客户上厕所。泰勒称:“我希望机器人能帮助我更独立地生活更长时间吗?绝对如此。如果在我年迈的时候,没有这样的机器人,我会感到十分震惊。”
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