2019 春晚「未来之城」:从舞台走向万家的中国智造机器人

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在过去,我们对春晚的认知是一个由小品和歌唱表演组成的晚会。
但随着我国科研技术在近年取得长足进步,如今其实除了传统的特色表演以外,由人工智能、虚拟现实(VR)等高新技术组成的大秀,也在近年的春晚节目中成为了节目表的必备环节。
在 2019 年除夕夜的央视春晚深圳分会场的舞台上,6 台人形机器人组成的表演编队成为了引爆全场的节目之一,这是优必选在今年 CES 上展出的大型仿人服务机器人 Walker 新一代。
实际上,如果我们从 2016 年「540 台 Alpha1 机器人登上春晚」开始算起,其实今年已经是优必选第三次登上央视春晚的舞台了。
科技正融入传统节目,人工智能成当红主角
在 2018 年狗年春晚珠海分会场中,由上百台无人驾驶汽车组成的表演编队,8 字交叉地驶过港珠澳大桥,进行了一场高难度的无人驾驶技术大秀。
伴随着车队同行的,还有在海上纵横穿过港珠澳大桥的无人艇、组成「海豚」形态跨越大桥的无人机编队。
这是央视在春晚节目中,首次大规模使用无人驾驶系统表演,同时这也是全球首场「海陆空」无人驾驶技术的联合展演。
在这些无人驾驶技术的背后,我们能够看到无人驾驶技术已经突破了交通工具的种类,从最初的汽车发展到飞机,而且我们还能看到,国内的人工智能技术已经取得了长足发展。
实际上,除了珠海的分会场,在北京的主会场中,我们同样也能看到人工智能技术在春晚舞台上露脸。
但和分会场「海陆空」的并行阵容不同,在主会场表演的人工智能产品要比无人驾驶的汽车、无人机更贴近生活一些。
这是优必选的 Jimu Robot 特地为2018年狗年春晚打造的「Jimu 汪汪」。
相比于我们过去曾接触过的机器人教育产品,Jimu Robot 是一款集科学、技术、工程和数学教育的 STEM 教育(Science、Technology、Engineering、Math)智能编程机器人。
它模块化的设计,能让这款产品帮助青少年锻炼想象力和创造力,并将想象付诸现实展现出来。
在可编程功能的支持下,青少年用户不但能够将机器人拼成自己喜欢的造型,甚至还能通过在手机上的简易编程,从而在游戏中锻炼创造力和逻辑思维。
这便是人工智能机器人的迷人之处——它是一个机器,但它却渐渐开始融入到我们的生活当中。
春晚让「3 岁」的 Walker 成长得更快
严格来说,此次登场的优必选 Walker 其实是优必选的 Walker 新一代机器人。
三年前,优必选内部开始立项 Walker 机器人的研发。
2016 年,优必选自主设计了一款 Walker 原型机;在 2018 年 1 月的 CES 上, Walker 第一代正式亮相。时隔一年,更先进的 Walker 新一代在今年初的 CES 2019 大会上被正式发布。
相比于 CES 大会中的其他机器人产品,它是现场罕见且能入围 CES 官方 The Best of CES 2019 的大型仿人机器人产品,优必选给它的定位是「走」进大众家庭的服务机器人。
爱范儿曾在 CES 2019 上采访过优必选 CTO 熊友军,相比于 Walker 第一代 ,新产品除了在造型上「更像人」以外,在行为和功能上都做到了更进一步的提升和优化。
比如像最基础的行走动作,新 Walker 机器人除了配备优必选最新的高性能伺服舵机,同时还升级了步态算法,使得机器人能从容应对客厅、卧室等不同地面的行走问题。
实际上,为了让 Walker 机器人在家居场景中活动更加自如,优必选在其身上安装了 36 个高性能伺服关节,12 个被布置在双腿,另外 14 个被布置在双臂,8 个在双手,还有 2 个被布置在颈部。
但要注意的是,这次春晚的登台表演和在 CES 的功能展示是两码事。
虽说优必选在 Walker 上已经克服了传统仿人机器人的不少问题,但要将这款发布不到 30 天的机器人零失误编队表演,这对于研发团队来说,无疑是一次巨大的挑战。
不同于过去已经发展成熟的其他机器人,Walker 新一代从发布到登台相隔只有不到一个月的时间,尽管优必选在之前就已经有让 Walker 实现更多功能的计划,但这些工作的原计划,实际上是发布的半年以后才会实现的。
然而,为了能让表演顺利进行,优必选的研发团队在过去一个多月时间内对 Walker 的硬件及算法进行了多番调整和测试。
正如演员登台要做大量准备工作,Walker 在和观众见面前,也需要解决大量的技术难题。
需知,春晚舞台是考虑晚会效果搭建的,需要 6 台机器人呈编队行进、跳舞,这便无形考验了每个机器人的导航系统。面对仅有一个多月去准备春晚的研发团队而言,大改机器人的内部结构已经来不及了。
因此在时间和成本的压力下,研发团队最后给出的解决办法是:
在硬件层面上,登台的每个 Walker 内部都加装了多枚摄像头,通过优必选的协同定位方案,机器视觉的技术,让每一个 Walker 都能在复杂的舞台环境中正常运作。
同时结合改良后的自研导航系统,让登台的每个 Walker 也能精准感知自己和同伴身处何方,并根据指令精准无误地做出舞蹈动作。
不过在整齐舞蹈的背后,其实也少不了运动控制和步态算法优化的功劳。
相比于前面硬件层面上的优化,如何让机器人的动作更自然地像一个「人」,而不是一具生硬的机器,实际上这也是目前人形机器人领域中等待被攻克的难题之一。
幸运的是,历经多年的迭代升级,Walker 的步态算法已经有了相当扎实的基础。
与此同时,研发团队对负责机器人关节运动的伺服舵机和运动算法都已经掌控成熟,这些在过去的技术积累,都让团队在短时间内优化机器人动作起到了很大帮助。
尽管将一件新品零失误地展示在全球观众面前,看似是一项不可能的任务,但这个 40 多人的线程研发支持团队最终还是将这个计划半年后才能实现的工作,压缩在一个多月的时间内完成了。
多台机器人表演,比较关键的是通讯,由于机器人在表演时需要和音乐踩点进行,因此在舞台上的 Walker 机器人都需要在有限的表演空间内零失误地完成各种动作。
虽说 Walker 新一代是不到 1 个月前刚刚在 CES 上发布的新产品,在通讯功能上比前代有显著优势,但面对多种通讯信号交错的现场环境,机器人在抗干扰方面的考虑要远比普通家庭场景复杂。
比方说,机器人的信号接收能力、信号触发机器人动作的及时性......这些都是连连相扣且需要精准到毫秒计算的环节,若有一个机器人出现失误,那就会牵连到整个编队。
所幸扎实的机器人通讯技术基础,让优必选能在短时间内完成了信号控制与设计。
在这次登台的 Walker 机器人中,研发团队通过抗干扰能力更强的中长距离的无线调制解调技术方案,从而最大限度地避免了现场信号的干扰。
而另一方面,研发团队也对发射硬件进行了升级优化,通过方向性更强的发射天线和高功率高性能发射模块,确保舞台上的机器人能准确接收来自后台的信号指令。
前面提到的种种困难,实际上只不过是技术难关的冰山一角。事实上,在过去的这 50 多天里,研发团队对登台的 Walker 机器人进行了包括通讯、导航、步态算法、伺服舵机等多项细节技术的改良及优化。
正所谓「台上十分钟,台下十年功」,参演春晚让 3 岁的 Walker 成长得更快了。
机器人是实现人工智能的最佳形态
从最初的无人驾驶到我们眼前的智能机器人,人工智能技术在经过多年的发展后,在今天已经获得了长足发展。
与此同时,人工智能技术也不再局限于单一设备形态,它可以存在于汽车里、也能存在手机里,甚至也能存在于类似真人大小的服务机器人当中,使它融入大众生活,成为人类日常生活中的一部分。
实际上,相比于最初我们接触的「人工智能语音助手」,我们能够观察到的一个趋势是,人工智能技术目前正在以不同的形态走进千家万户,而机器人将会是展现人工智能技术最大价值的形态。
这一点其实我们从 Jimu Robot 就能看得出来,这款产品并不只是一个模块化拼接的积木玩具,但当我们赋予了它思考、执行指令的能力后,它就是一个集互动和编程教育于一身的机器人。
显然,Jimu Robot 便是人工智能与机器人融合的范例,它不但是人工智能技术走进百姓家庭的一次尝试,而且它还打破了人工智能技术仅限于成年人的界限,让青少年也能通过机器人去提升自身的知识和能力。
我认为,这便是人工智能机器人在目前的最大价值。
其实 Walker 也是如此,虽然现阶段人形机器人尚未能达到完美的阶段,但它已经能将我们过去只存在于科幻电影中的情景展现出来。
尽管目前机器人还不能像人类一样独自生活,但经过过去的多次优化迭代,它们已经可以逐渐融入到我们的家庭场景,而且在 AI 自学习的帮助下,智能机器人还拥有相当大的发展潜力。
外媒 The Robot Report 曾在今年 1 月选出了「2019 年最值得期待的 10 大机器人公司」,在这 10 家行业翘楚当中,除了我们熟知的亚马逊、微软、英伟达以外,也包括了这次推出新 Walker 的优必选。
而从今年春晚深圳分会场用科技打造的「未来之城」我们也能看到,随着我国航空航天、新能源、物联网、智能机器人在近年取得突破性发展,中国智造的科技产品越来越强,成为中国递向市场的新名片,并在全球遍地开花,科技创新让更多的好产品「走」进千万百姓家庭当中。

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