今年8月，雷鋒網(wǎng)將在深圳舉辦一場(chǎng)盛況空前有全球影響力的人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新大會(huì)。屆時(shí)雷鋒網(wǎng)(搜索“雷鋒網(wǎng)”公眾號(hào)關(guān)注)將發(fā)布“人工智能&機(jī)器人Top25創(chuàng)新企業(yè)榜”榜單。目前，我們正在拜訪人工智能、機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)公司，從中篩選最終入選榜單的公司名單。如果你也想加入我們的榜單之中，請(qǐng)聯(lián)系：2020@leiphone.com。

雷鋒網(wǎng)按：本文作者栗向?yàn)I，中科院自動(dòng)化所復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究生，主攻機(jī)器人與人工智能。

2016年6月23日，Boston Dynamics在YouTube發(fā)布了他們新一款的機(jī)器人SpotMini，截止26日，網(wǎng)上已經(jīng)有超過(guò)200萬(wàn)人觀看過(guò)這段視頻，再加上國(guó)內(nèi)視頻的轉(zhuǎn)發(fā)，觀看量可想而知。這個(gè)熱門程度有不禁讓人想起來(lái)今年年初新一代Atlas發(fā)布的場(chǎng)景，簡(jiǎn)直就是如出一轍。

（SpotMini機(jī)器人亮相視頻截圖  ）

而且也如同以往一樣，波士頓動(dòng)力也并沒(méi)有公布任何技術(shù)細(xì)節(jié)，所以我們這篇文章也只是盡量從視頻中提取出一些有用的信息加以分析，以饗讀者。

在這段視頻里面，除了最開頭的集體亮相，實(shí)際進(jìn)行運(yùn)動(dòng)展示的一共有五款共兩類機(jī)器人，其中四款為視頻的主角——SpotMini機(jī)器人。既然這款機(jī)器人叫SpotMini，那么我們自然可以想到，還有一款它的前輩，Spot機(jī)器人，這款機(jī)器人在視頻一開始和SpotMini一同進(jìn)行了出場(chǎng)。

（Spot機(jī)器人亮相視頻截圖）

所以，首先我們先來(lái)看看這款在2015年2月9日，同樣是在YouTube上發(fā)布的Spot機(jī)器人。

| Spot機(jī)器人

除了用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的小狗機(jī)器人（LittleDog），Spot機(jī)器人當(dāng)年發(fā)布的時(shí)候是波士頓動(dòng)力體格最小的四足機(jī)器人（現(xiàn)在這個(gè)記錄被SpotMini打破了）。Spot機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和室外的操作，它是電池能源供電，液壓系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備，所以免去了油料燃燒產(chǎn)生的噪聲，Spot機(jī)器人相對(duì)來(lái)說(shuō)要比大狗機(jī)器人要安靜好多。

（大狗機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)圖，采用折角向前設(shè)計(jì)）

Spot機(jī)器人的另一大進(jìn)步是腿部設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

我們可以看到大狗機(jī)器人以及相關(guān)的衍生機(jī)器人的腿部膝蓋設(shè)計(jì)采用的是折角向前，但是Spot機(jī)器人的膝蓋關(guān)節(jié)部分采用的是折角向后，就像山羊腿一樣，而且視頻顯示，它在跳躍的時(shí)候確實(shí)也挺像一只山羊的。而這種設(shè)計(jì)也確實(shí)顯示出了很大的優(yōu)越性。我們?cè)谝曇曨l里面看到，Spot機(jī)器人可以在波士頓動(dòng)力的辦公室自由漫步，可以在崎嶇不平的路面上上坡下坡，可以陪著人類小步慢跑。

 （Spot機(jī)器人被踢后沒(méi)有摔倒并快速恢復(fù)站立 ）

更重要的是，它這一米多的小身高，可以經(jīng)受得住人類強(qiáng)大的“虐狗”操作。Spot機(jī)器人擁有十分強(qiáng)大的平衡能力，當(dāng)面對(duì)人類的飛來(lái)一腳，Spot機(jī)器人竟然在很短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整腿部步態(tài)，保持不倒，并最終恢復(fù)站立，這套動(dòng)作就如同一只真正的小狗面對(duì)這人類的霸凌，看著令人揪心。

 （Spot機(jī)器人爬樓梯）

Spot機(jī)器人本體最明顯的一個(gè)特征是頭部帶著視覺(jué)傳感器，而且根據(jù)外形可以推測(cè)應(yīng)該是一款激光雷達(dá)傳感器，可以通過(guò)對(duì)路面環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)在不平坦路面上的行進(jìn)。視頻顯示，Spot機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)爬樓梯的動(dòng)作，但是我們看到在爬樓梯的過(guò)程中，激光雷達(dá)的視野是被機(jī)器人本體遮擋的，所以在爬樓梯的過(guò)程中極有可能是通過(guò)步態(tài)算法實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)程序控制Spot前腿抬高，邁上臺(tái)階然后后腿再跟上，而且由于前腿抬高的距離不夠，視頻中Spot上樓梯的過(guò)程是有點(diǎn)踉蹌的。

（Spot機(jī)器人行走在辦公室走道  ）

其實(shí)當(dāng)初在發(fā)布Spot的時(shí)候人們就很疑惑，它能用來(lái)干什么。波士頓動(dòng)力之前的四足機(jī)器人是和軍方進(jìn)行合作，體積也大，動(dòng)力也強(qiáng)，在崎嶇的山路馱個(gè)東西也都說(shuō)得過(guò)去，但是這個(gè)Spot的小身板能干啥。人們懷疑，是不是可以用來(lái)做機(jī)器人偵查或者自動(dòng)巡航的看門狗，難道波士頓動(dòng)力要進(jìn)軍寵物市場(chǎng)了？結(jié)果就在一年半后的今天，波士頓動(dòng)力果然推出了他們的主要用于室內(nèi)環(huán)境的小型“寵物犬”—— SpotMini，不負(fù)眾望。

（小狗對(duì)Spot機(jī)器人狂吠 ）

其實(shí)，當(dāng)Spot發(fā)布后還有一個(gè)有趣的小事情。波士頓動(dòng)力的四足機(jī)器人基本上是不出售給民用的，但是Spot是個(gè)特例，它放出來(lái)了一臺(tái)Spot。風(fēng)險(xiǎn)投資家兼特斯拉汽車董事會(huì)成員的Steve Jurvetson便是這臺(tái)Spot的擁有者。它做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，就是把他家的小狗狗和Spot放在了一起，看小狗狗是什么反映，視頻顯示，小狗狗對(duì)這臺(tái)機(jī)器狗并不是十分友好，從視頻開頭到結(jié)尾一直朝著Spot狂吠，并擺出一幅時(shí)刻要進(jìn)攻的架勢(shì)。

 （民用Spot機(jī)器人站立視頻截圖）

雖然這段視頻我們看上去十分好笑，實(shí)際上視頻里面的人也在不停地笑，但是這確實(shí)表明，將來(lái)這種真實(shí)生物與機(jī)器人的共存情景將會(huì)越來(lái)越多。機(jī)器人將來(lái)在我們的生活中會(huì)越來(lái)越多，不管是機(jī)器寵物還是亞馬遜Echo那樣的人工智能助手，我們確實(shí)現(xiàn)在就應(yīng)該思考我們將以怎樣的方式是面對(duì)生活中的這些機(jī)器人伙伴。

（《硅谷》第三季第一集截圖）

其實(shí)Spot機(jī)器人落入民間也有一個(gè)好處，我們可以拿來(lái)拍電視啊。喜歡看HBO出品的美劇《硅谷》的朋友一定很有印象，《硅谷》第三季第一集里面，當(dāng)Richard Hendricks聽到自己被自己開的公司"Pied Piper"開除的時(shí)候火冒三丈，于是叫上Erlich Bachman開上車就往公司趕，想把事情搞清楚。結(jié)果在路上撞上了一頭“鹿”。沒(méi)錯(cuò)，這頭鹿就是頭上戴著兩個(gè)鹿角的Spot機(jī)器人。當(dāng)Richard得知自己撞上的是一臺(tái)機(jī)器狗的時(shí)候，還上演了一場(chǎng)虐狗大戰(zhàn)，鑒于當(dāng)時(shí)他的心情，這種行為我們還是可以理解的，反正筆者當(dāng)時(shí)看到這段的時(shí)候，已經(jīng)笑翻了。

好了，Spot機(jī)器人就先介紹到這里，我們現(xiàn)在來(lái)看看他的mini版SpotMini機(jī)器人。

| SpotMini機(jī)器人

在波士頓動(dòng)力發(fā)布到視頻里面，除了Spot機(jī)器人，細(xì)心的人一定發(fā)現(xiàn)了，其實(shí)一共出現(xiàn)了四款SpotMini機(jī)器人。

（第一款SpotMini機(jī)器人）

視頻一開頭和Spot機(jī)器人同時(shí)出現(xiàn)了一款SpotMini機(jī)器人，這款機(jī)器人并沒(méi)有頭上的機(jī)械臂，看上去也沒(méi)有激光雷達(dá)。但是卻完成了出門的動(dòng)作，我十分好奇是有視覺(jué)傳感器我們沒(méi)有看到還是人為操作完成的這套動(dòng)作。

（第二款SpotMini機(jī)器人）

然后有一款鉆洞行為的機(jī)器人，算是第二款的SpotMini機(jī)器人，在第一款SpotMini機(jī)器人的基礎(chǔ)上加上了激光雷達(dá)。

 

（第三款SpotMini機(jī)器人）

中間完成大部分的任務(wù)的是第三款SpotMini機(jī)器人，身體是鋼鐵結(jié)構(gòu)，帶有機(jī)械臂，帶有視覺(jué)系統(tǒng)。所以接下來(lái)的分析我們主要是以第三款SpotMini為主要分析對(duì)象。

 （第四款SpotMini機(jī)器人）

最后視頻末尾又出現(xiàn)了一款SpotMini機(jī)器人，這款機(jī)器人看著就像是第二款的升級(jí)版了，起碼在外部形態(tài)上通體白色的設(shè)計(jì)就顯得高雅了不少，畢竟是用于室內(nèi)家用機(jī)器人，顏值自然是要上去的。而且不光是顏值的區(qū)別，第三款機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)也不是很明顯，而且身體上也沒(méi)有了安全架，所以我們不確定這款機(jī)器人只是第二版外觀的升級(jí)版還是確實(shí)是有本質(zhì)區(qū)別。

我們先來(lái)看看在YouTube下面對(duì)SpotMini機(jī)器人的簡(jiǎn)介都說(shuō)了些什么。

SpotMini是Spot機(jī)器人的新型且更加小型的機(jī)器人版本，加上機(jī)器臂是29.5千克，而且防水（這個(gè)功能好強(qiáng)大，不知道將來(lái)主人掉進(jìn)水里它是不是可以施救）。一次充電可以跑90分鐘，而且這個(gè)時(shí)間會(huì)隨著完成不同的任務(wù)而有所浮動(dòng)。因?yàn)镾potMini是全部電動(dòng)的，沒(méi)有任何液壓系統(tǒng)在身體上，所以是波士頓動(dòng)力機(jī)器人里面最安靜的機(jī)器人之一，但是電動(dòng)也意味著SpotMini的負(fù)重能力并不強(qiáng)，不過(guò)它的目標(biāo)也并不在于此。

而且它的身體上還安裝了大量的傳感器，例如深度攝像機(jī)、姿態(tài)傳感器、以及肢部的本體感受傳感器。這些傳感器可以幫助SpotMini完成各項(xiàng)復(fù)雜的動(dòng)作以及巡航。

 （SpotMini機(jī)器人拿玻璃杯）

根據(jù)簡(jiǎn)介介紹可以得知，這款機(jī)器人是可以自主地完成一些任務(wù)，但是很多時(shí)候需要人的協(xié)助來(lái)完成一些高難度的引導(dǎo)工作。而我們好奇視頻里面的動(dòng)作到底哪些是屬于自動(dòng)完成的動(dòng)作，哪些又是認(rèn)為遙控的動(dòng)作。

動(dòng)作中的自我矯正動(dòng)作，以及機(jī)械臂的很多姿態(tài)規(guī)劃我們可以確定都是自動(dòng)完成的，但是拿玻璃杯這項(xiàng)動(dòng)作就不太好確定了，因?yàn)橐环矫娌ＡП旧硎峭该鞯?，用視覺(jué)系統(tǒng)判斷位置并實(shí)現(xiàn)抓取確實(shí)有難度。不過(guò)要是這套動(dòng)作確實(shí)是自動(dòng)完成的，那SpotMini確實(shí)很厲害。

 

（大狗機(jī)器人的機(jī)械臂）

機(jī)械臂也是SpotMini的一大亮點(diǎn)，雖然并不是第一次使用。

因?yàn)樵诖蠊返哪骋粋€(gè)版本里面，也有加入機(jī)械臂的產(chǎn)品。大狗的機(jī)械臂安裝在他的頭上，而且由于動(dòng)力強(qiáng)勁，可以扔起23公斤的石塊，所以大狗的機(jī)械臂應(yīng)該可以扔起一個(gè)SpotMini。而且扔石塊的時(shí)候全身都參與動(dòng)作，看起來(lái)就像在用生命在完成拋擲。但是SpotMini的機(jī)械臂就小巧輕便一些了，它的主要任務(wù)就是抓個(gè)杯子，扔個(gè)垃圾，幫主人拿個(gè)飲料順便賣個(gè)萌欺負(fù)下主人什么的，或者摔倒之后輔助站立。

 

（SpotMini機(jī)器人機(jī)械臂頭部穩(wěn)定性展示）

但是說(shuō)實(shí)話，這個(gè)機(jī)械臂的造型看著確實(shí)有點(diǎn)恐怖，設(shè)計(jì)成蛇頭的形狀，不僅讓人想到了拉瑞·尼文已知世界里智商極高但是非常懦弱的Pierson's Puppeteer，一種擁有三只腳兩個(gè)蛇頭的生物。不過(guò)視頻里面機(jī)械臂具有超強(qiáng)的穩(wěn)定性，不管SpotMini身體怎么運(yùn)動(dòng)，機(jī)械臂末端都保持相對(duì)穩(wěn)定，這讓我想起了雞頭穩(wěn)定系統(tǒng)，不知道控制算法是否是基于此原理實(shí)現(xiàn)的。

對(duì)于視覺(jué)系統(tǒng)， IEEE Spectrum的作者Evan Ackerman猜測(cè)，SpotMini機(jī)器人可能使用了三個(gè)視覺(jué)傳感器。

 

（MultiSense S7傳感器 ）

頭部使用了MultiSense S7傳感器進(jìn)行前視，MultiSense SL傳感器是一種三模態(tài)（激光、三維立體、視頻）、高分辨率、高數(shù)據(jù)傳輸率、高精度的三維測(cè)距傳感器。該傳感器是適合使用在各種各樣的機(jī)器人，自動(dòng)化和傳感應(yīng)用，如自主車輛，三維映射和工作區(qū)的理解。MultiSense SL傳感器封裝在一個(gè)堅(jiān)固的，緊湊的盒子里，采用低功耗的FPGA處理器，并預(yù)編程了因子校正。

 

（Velodyne VLP-16傳感器 ）

尾部采用了Velodyne VLP-16傳感器，它是Velodyne's 3D雷達(dá)產(chǎn)品里最小、最新也最先進(jìn)的一款產(chǎn)品。它比同等價(jià)位的傳感器功能更強(qiáng)大，保留了Velodyne在激光雷達(dá)領(lǐng)域突破的主要特點(diǎn)：實(shí)時(shí)，360°，3D遠(yuǎn)程以及反射率的校準(zhǔn)測(cè)量。

（機(jī)械臂頭部隱約可見(jiàn)的攝像頭）

我們?cè)谝曨l中隱約看到機(jī)器臂張開夾器的時(shí)候，里面是有攝像頭的，而且可能這個(gè)攝像頭也是完成抓取玻璃杯的主要傳感器。

通過(guò)以上的介紹我們應(yīng)該對(duì)SpotMini機(jī)器人已經(jīng)有了初步的了解了，雖然我在我的文章《Google放棄波士頓動(dòng)力背后：多足機(jī)器人的路為什么越走越艱難？》中寫到了多足機(jī)器人目前的困境，而且SpotMini機(jī)器人也并沒(méi)有解決我在文章中提到的多足機(jī)器人的遇到的各種問(wèn)題，但有一點(diǎn)我們是可以肯定的，那就是波士頓動(dòng)力在多足機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)水平和技術(shù)積累已經(jīng)甩其他研究機(jī)構(gòu)好幾條街，并出現(xiàn)了技術(shù)上的兩極分化。

最后希望波士頓動(dòng)力可以帶給我們更多的驚喜，如同它一貫帶給我們驚喜的方式：秘密制造“暗黑”機(jī)器人，然后拍視頻，然后毫無(wú)征兆地放到Y(jié)ouTube上，最后坐看世界為之沸騰。

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