會後空翻的機器人、會開門的機器狗：揭秘波士頓動力Atlas＆Spot
新智元報道
來源：IEEE Spectrum
編輯：肖琴
【新智元導讀】IEEE Spectrum獲准進入波士頓動力總部，用高速攝像機和強閃光燈拍攝波士頓動力機器人的動作——跑步、攀爬、跳躍等等，將其敏捷性定格在這組珍貴的超高清照片中。360度展示波士頓動力機器人，來新智元AI朋友圈和行業大咖討論吧～
波士頓動力公司的仿生機器人令人瞠目結舌的敏捷性和動物般的反應能力，似乎一直無人能及。其最新的雙足機器人可以在山上跋涉，越過障礙物，甚至像體操運動員一樣騰空跳躍。不可否認的是他們的吸引力：每次波士頓動力公司在YouTube上傳一個新視頻，它都會迅速獲得數百萬的觀看量。它們就是可以稱之為網路明星的第一批機器人。
波士頓動力公司曾為谷歌的母公司Alphabet所有，如今由日本企業集團軟銀(SoftBank)所有。該公司長期以來一直對自己的機器人設計保密。很少有媒體能夠獲准進入其位於波士頓附近馬薩諸塞州沃爾瑟姆市的總部。
但是今年8月的一天早上，IEEE Spectrum獲准進入了。那天，我們被允許拍攝了一組獨特的照片。我們用高速攝像機和強閃光燈捕捉波士頓動力機器人動作——跑步、攀爬、跳躍等等。本文展示了我們的拍攝成果：以無比高清的照片定格機器人的敏捷性。
我們還使用這些照片來創建了互動式視圖，可以在此頁面瀏覽：
https://robots.ieee.org/
這些互動式視圖可以讓機器人旋轉360度，或者讓它們在你的屏幕上行走和跳躍。
波士頓動力公司多年來打造了一個機器人的小型動物園，名字包括「大狗」(BigDog)、「沙蚤」(SandFlea)和「野貓」(WildCat)。我們參觀時，專註於該公司有史以來製造的兩款最先進的機器人：Spot(敏捷的四足機器人)和Atlas(成人大小的人形機器人)。
Spot
Spot小檔案
波士頓動力公司的首席執行官 Marc Raibert 在一次採訪中說：「對於我們來說，從實驗室里的機器人到在現場工作的機器人，這是一個里程碑。」
Atlas
Atlas小檔案
我們的另一個攝影主題是Atlas，這是波士頓動力公司的當紅大明星。這個高150厘米(4英尺11英寸)的人形機器人能夠做出令人印象深刻的運動壯舉。它的驅動器由一個緊湊而強大的液壓系統驅動，是波士頓動力從零開始設計的。這個獨特的系統賦予了這個80公斤(176磅)重的機器人在完成雜技般的跳躍和翻轉時所需的爆發力，而對於如此龐大的人形機器人來說，這似乎是不可能的。Atlas啟發了YouTube上的一系列惡搞視頻，還為機器人接管人類貢獻了不少素材。
雖然波士頓動力公司擅長製造機器人，但它還沒有證明自己能夠銷售機器人。自1992年從麻省理工學院(MIT)分拆出來成立獨立公司以來，該公司一直以研發為中心，大部分早期資金來自美國的軍事項目。2017年被軟銀收購後，它對商業化的重視似乎有所加強。軟銀的創始人兼首席執行官孫正義以熱愛機器人和追求利潤著稱。
Spot的推出對波士頓動力公司來說是重要的一步，因為它試圖將自己的創意「產品化」。儘管如此，Raibert說他的長期目標仍然是不變的：他想要製造能夠像動物和人類一樣與世界動態地互動的機器。要說有什麼變化嗎？的確有一點，他笑著補充說。在他早期作為機器人專家的職業生涯中，他經常寫論文並計算自己的引用次數。現在，他開始計算YouTube視頻的點擊量。
四足機器人Spot：擁有超級感官能力，會爬樓梯會開門
波士頓動力公司設計的Spot是一款多功能移動機器，適用於多種應用。該公司尚未宣布這款機器人的售價，只是說已經為特定的客戶提供機器狗，採取租賃的方式。Spot的有效載荷托架可以給機器人的背部增加多達14公斤額外的硬體。波士頓動力公司提供的配件之一是6個自由度的手臂，能讓Spot抓取物品和開門。
超級感官
Spot的硬體幾乎完全是定製設計的。包括強大的控制處理板和感知感測器模塊。感測器位於機器人身體的前部、後部和兩側。每個模塊都包括一對立體聲相機、一個廣角相機和一個紋理投影儀，它們可以在弱光下的增強機器人的3D感知。感測器使機器人能夠利用稱為SLAM的導航方法，或同時定位和繪製地圖，自動避開障礙物。
爬樓梯
除了自主行動，Spot還可以由遠程操作人員用一個遊戲風格的控制器進行操控。但即使在手動模式下，機器人仍然表現出高度的自主性。如果前方有障礙物，Spot就會繞過它。如果有樓梯，Spot就會爬上去。機器人會進入這些操作模式，然後完全自主地執行相關動作，不需要操作者的任何輸入。下樓梯的時候，Spot會倒退著走，波士頓動力公司表示這樣能夠提供更大的穩定性。
靈巧的四足
Spot的腿由12個定製的DC電機提供動力，每個都有減速機以提供高扭矩。機器人可以向前、橫向和向後行走，並以每秒1.6米的最高速度小跑。它也可以原地轉圈。其他步態包括爬行和踱步。在一個視頻中，Spot展示了配合流行曲「Uptown Funk」的夢幻舞步。
下一代Atlas：擁有紅色之血，最強人形機器人
機器人之血
Atlas由一個包含28個驅動器的液壓系統提供動力。這些驅動器基本上是充滿加壓流體的氣缸，能夠以很大的力驅動活塞。他們的高性能部分是由於定製伺服閥比波士頓動力公司早期的設計顯著更小、更輕。雖然從外表看不出來，但是Atlas的內部充滿了這些液壓驅動器以及連接它們的流體管線。假如其中一條管線斷裂，Atlas會流出液壓流體，恰好是紅色的。
下一代Atlas
當前版本的Atlas是對最初模型的徹底升級。原始模型是為2015年DARPA機器人挑戰賽打造的。而這個被稱為「下一代Atlas」的機器人更輕、更敏捷。波士頓動力公司使用工業級3D列印技術製造關鍵的結構部件，這使得機器人的強度/重量比比早期的設計更高。下一代Atlas也可以做它的前輩做不到的事情：跌倒後爬起來。
走這邊
為了控制Atlas，操作員通過手動控制器提供一般的轉向，而機器人使用其立體聲攝像機和激光雷達來適應環境的變化。Atlas還可以自主執行某些任務。例如，如果你給紙箱貼上特殊條碼，Atlas可以將它們抬起並堆放在貨架上。
生物啟發
Atlas的控制軟體並沒有明確地告訴機器人如何運動其關節，而是使用了數學模型來說明機器人身體的基本物理原理，以及它如何與環境相互作用。Atlas依靠它的整個身體來實現平衡和移動。當跳過一個障礙物或做雜技表演時，機器人不僅使用它的腿，而且還使用上半身，像人類運動員一樣擺動手臂輔助跳躍。
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