作者:The Conversation
特斯拉擎天柱机器人。 (Patrick T. Fallon/AFP/Getty Images)
观看波士顿Dynamics的Atlas机器人做训练程序,或图形的最新类人生物装载洗衣机,而且很容易相信机器人革命在这里。
从外面看,似乎唯一剩下的挑战就是完善AI(人工智能)软件使这些机器能够处理现实生活环境。
但是行业最大的参与者知道有一个更深的问题。在最近的电话对于研究合作伙伴关系,索尼的机器人部门强调了一个核心问题,阻碍了自己的机器。
有关的:在未来的灾难救援中,半机械人的甲虫可能不太可能是英雄
这是我家中的F.02,使用螺旋来洗衣服pic.twitter.com/mxff1o81eg
Brett Adcock(@Adcock_Brett)2025年7月30日
它指出,当今的人形和动物模仿机器人具有“有限数量的关节”,这在运动与他们模仿的受试者的运动之间造成了差异,从而大大降低了其价值”。
索尼呼吁新“灵活的结构机制”从本质上讲,智能的身体更聪明,以创建当前缺少的动态运动。
核心问题是,类人生物机器人倾向于围绕以中心控制所有内容的软件进行设计。这种“大脑优先”方法导致物理上不自然的机器。
运动员以优雅和效率移动,因为他们的身体是合规,柔性刺和春季肌腱的交响曲。相比之下,人形机器人是金属和电动机的刚性组装,其连接的自由度有限。
为了抗击身体的体重和惯性,机器人每秒都必须每秒进行数百万个微小的渴望矫正,以避免倒塌。结果,即使是最先进的类人动物也只能在电池耗尽之前工作几个小时。
从角度来看,特斯拉的Optimus机器人消耗约500瓦每秒的动力进行简单的步行。人类仅使用大约310瓦每秒。因此,机器人燃烧了将近45%的能量来完成更简单的任务,这是一个相当低的效率。
那么,这是否意味着整个行业走错了道路?当涉及他们的核心方法时,是的。
不自然的身体要求超级计算机的大脑和一支强大的执行器大军,这反过来又使机器人更重,更渴望能量,加深了他们旨在解决的问题。AI的进展可能令人叹为观止,但导致回报率降低。
例如,特斯拉的擎天柱足够聪明,可以折叠T恤。然而,演示实际上揭示了其身体上的弱点。人类可以毫不犹豫地折叠一件T恤,并使用他们的触摸感来感觉到织物并指导他们的动作。
Optimus具有相对僵化的传感器贫困之手,依靠其强大的视野和AI大脑来精心计划所有微小的运动。它可能会被一件混乱的床上弄皱的衬衫击败,因为它的身体缺乏体力系统来适应现实世界的不可预测状态。
波士顿Dynamics的新电动地图集更加令人印象深刻,而且动作似乎几乎是陌生的。但是什么病毒杂技视频不要显示它不能做的。
例如,它不能自信地穿过苔藓的岩石,因为它的脚无法感觉到表面符合它的表面。它无法将其穿过密集的树枝灌木丛,因为它的身体无法屈服,然后弹回。
这就是为什么尽管经过多年的开发,这些机器人大多仍然是研究平台,而不是商业产品。
为什么行业领导者不再追求这种不同的理念?
一个可能的原因是,当今最高的机器人公司是从根本上进行软件和AI公司,其专业知识在于解决计算问题。他们的全球供应链经过优化,可以通过高精度电动机,传感器和处理器来支持这一点。
建造物理上智能的机器人主体需要一个不同的制造生态系统,该生态系统植根于先进的材料和生物力学,尚不足够成熟,无法大规模运行。
当机器人的硬件看起来已经如此令人印象深刻时,很容易相信下一个软件更新将解决剩余的任何问题,而不是承担重新设计身体和构建供应链的昂贵且艰巨的任务。
这个挑战是机械智能(MI)这是由世界各地的众多学者团队(包括伦敦南岸大学的我)进行的研究。它源于以下观察,即自然在数百万年前完善了智能身体。
这些基于称为形态计算的原理,意味着身体可以自动执行复杂的计算。
松锥的鳞片在干燥条件下打开以释放种子,然后在潮湿时闭合以保护它们。这是对湿度的纯机械响应,不涉及大脑或电动机。
跑步野兔腿上的肌腱像智能弹簧一样。当脚撞到地面时,它们会被动地吸收冲击,只是释放能量以使其步态稳定和高效,而无需肌肉付出太多努力。
想想人类的手。它的软肉具有被动智能,可以自动符合其所拥有的任何对象。我们的指尖像智能润滑器一样,调节水分以在任何给定的表面达到完美的摩擦水平。
如果将这两个功能纳入擎天柱中,则可以用当前所需的力和能量的一小部分容纳对象。皮肤本身将成为计算机。
MI就是要设计机器的物理结构以实现被动自动适应的能力 - 无需主动传感器或处理器或额外的能量来响应环境。
对人形陷阱的解决方案不是放弃当今雄心勃勃的形式,而是根据这种不同的哲学来建立它们。当机器人的身体身体上聪明时,其AI大脑可以专注于最佳的作用:高级策略,以更有意义的方式学习和与世界互动。
研究人员已经证明了这种方法的价值。例如,机器人设计的腿状腿模仿猎豹的能量存储肌腱可以以显着的效率运行。
我的自己的研究小组正在开发混合铰链,除其他外。这些结合了刚性关节的精确度和强度,并结合了符合性的关节的自适应,吸收性特性。对于人形机器人来说,这可能意味着创建一个更像人类的肩膀或膝盖,解锁多个自由度以实现复杂,逼真的运动。
机器人技术的未来不是在硬件和软件之间的战斗,而是在其合成之间进行战斗。通过拥抱MI,我们可以创建新一代的机器,最终可以自信地走出实验室并进入我们的世界。
Hamed Rajabi机械智能总监(MI)研究小组伦敦南岸大学