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能自己做家务的机器人来了?谷歌做了5年,未来可能还很远

大数据文摘 | 普及数据思维,弘扬数据文化 2021/12/01 15:15

新知达人, 能自己做家务的机器人来了?谷歌做了5年,未来可能还很远

大数据文摘转载自机器人大讲堂

人类的家务事不可避免,全世界都在努力做出一个能够做家务的机器人。

机器人做家务,往往需要在立体空间中进行动作,这不再是简单的点位移动和执行,而是更复杂非结构环境下的动作。

而现在,Everyday Robots团队的这款机器人给了全世界一个可以参考的方向。

一种新型机器人结构

一个高个子的机器人,头上带有摄像头,中间分出来一条机械手臂,这种形态是不是让你也完全没有想到呢?

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Everyday Robots团队认为,机器人技术中目前最难的问题就是理解新的空间和环境,这局限了机器人的使用场景。大多数机器人仍然在专门为它们设计、结构化甚至明亮的环境中运行。这些机器人能完成的任务非常具体,并且机器人经过精心编码,可以在正确的时间以正确的方式执行这些任务。

但如何让机器人能够学习如何帮助人类处理工厂外的任何事情,从办公室到护理机构,最终再到人类的家中,这是一项比制造自动驾驶汽车还要困难的多方面挑战,因为机器人技术在人类的非结构环境中往往更加没有任何规则可循。

在生活和工作这些非结构化和不可预测的空间中,相对目前机器人的主流方向:力量、精度和重复稳定性,如何让机器人具备多项新的能力其实更加重要。

但因为空间和环境中事情的随机性非常大,想让一个机器人能够全部完成非常困难,并不会有通用性的解决方案和编程思路。

因此,Everyday Robots团队的解决方案是,让这种新型机器人具备基础的自我学习能力,从而未来去帮助人类完成任何事情。包括帮助维持人类的生活环境和家居清洁,以及帮助人类将物品移动到需要的地方等等。

Everyday Robots团队希望,未来在大量的训练和实践中,最终机器人可以帮助人类实现需要花费精力处理的日常任务,把时间花在真正重要的事情上。

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一些已经完成的事情

目前,该公司的100多台机器人已经部署在其山景城的园区内落地测试。

测试主要是其自主执行擦桌子、推凳子、开门等日常任务能力。实践表明,这种自主学习是可靠而且有效的。

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目前,这些测试也已经证明,机器人可以建立在基础的算法和自主学习上,应用于新的任务。例如让擦桌子的机器人在咖啡馆里整理椅子。

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Everyday Robots希望能从一个代码和编程决定机器人如何感知、计划和行动的世界,转向数据和学习的世界,从而机器人能够在已知和未知环境中协助人类处理越来越多的任务。

不断实践的工作

这个过程不是一蹴而就的,期间有着很长的时间跨度。

作为谷歌母公司Alphabet的其中一家机器人企业,这个项目一开始是用于创建具有通用性的自主学习机器人,以帮助moonshot计划。

早在2016 年,Everyday Robots还没有尝试使用虚拟仿真技术,而是使用工业机器人在小型实验室里配置训练学习如何抓取玩具、钥匙和日常家居用品等小物体,当时一个机器人需要花费四个月的时间来学习如何以75%的成功率进行简单的抓取。

但如今这个自主学习的机器人能用不到一天的实际学习时间以90%的成功率打开门。

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Everyday Robots团队表示,在过去的几年里,其一直在构建一个专为学习设计的集成硬件和软件系统,用于将强化学习和模拟从虚拟世界转移到现实世界。例如让机器人可以先在模拟世界中练习擦桌子等任务,然后再在现实世界中练习,从而减少学习新任务所需的时间。

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目前,机器人包括了轮式底盘、模块化的末端臂系统、以及用于感知各类信息的多个传感器,包括集成摄像头、激光雷达、IMU等,可以用于感知周围的世界。

在软件上,通过结合使用强化学习、协作学习和模拟学习等机器学习技术,机器人可以逐渐对周围的世界有了更好的了解,并在执行日常任务时变得更加熟练。

质疑与挑战

对于Everyday Robots的机器人,IEEE也提出了一些质疑,例如Evan Ackerman就提到,在安全性问题上,机器人的这种结构和机械臂安装方式,靠近手臂的地方似乎不太适合放置急停,这可能依然存在一些安全隐患。

Evan Ackerman也在文章里提到,目前受限于研究环境,还没有足够的公开信息来评估 Everyday Robots 的100 个原型机群的工作原理和算力支撑、操作的约束条件以及其“有用”性也仍然存疑。另外每台机器人数万美元的价格也可能造成机器人很难短期内走出实验室。

但负责 Alphabet 相关计划的 Astro Teller 认为,构建酷炫的机器人技术本身并不是最终目的,Everyday Robots 的目标最终是创建“通用学习机器人”最终服务于moonshot愿景,而他们已经走在了正确的路上。

Everyday Robots的首席机器人官Hans Peter Brøndmo则说:“我们希望在我们的现实生活中创造出像计算机一样有用的机器人,并相信机器人具有成为工具的巨大潜力。机器人最终可以帮助我们找到解决世界当前面临的例如老龄化等一些巨大挑战的新方法,并寻找到人类发展更可持续的新方式。”

这个机器人的硬件结构和结构思路或许很好模仿,国内例如睿尔曼智能等企业也有发布类似搭载超轻量仿人机械臂的复合移动升降机器人,但是大量的软件内容,中国能否通过更好的方式快速实现,其实还有待时间考证。

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