特斯拉又来跨界颠覆，但人形机器人落地“有点难”

zht1984219 · 发表于 2022-10-4 13:29:32

文丨彭苏平
编辑丨李勤
去年 AI Day 上以 " 彩蛋 " 形式亮相之后，特斯拉的人形机器人 "Optimus" 一直备受关注。
作为特斯拉 AI 能力在自动驾驶之外落地的又一载体，人形机器人无疑是今年 AI Day 的主角。这次发布会上，Optimus 率先出场，马斯克和同事们足足花了 40 多分钟的时间来介绍。
尽管原型机的表现看上去还有些 " 笨拙 "，但其研发效率还是让人惊叹，有业内人士直呼 " 神速 "。从去年立项开始，特斯拉仅花了 6-8 个月就推出了半成品，而马斯克也难得没有 " 跳票 "，真的在今年 AI Day 上展示了面向量产的原型机。
显然，复用汽车和自动驾驶上积累的 AI 技术以及软硬件体系，人形机器人将是特斯拉下一阶段攻坚的重点。马斯克明确表示，将推动 Optimus 的大规模量产（数百万台），预计价格将下探至 2 万美元以下。
与自动驾驶类似，马斯克在这个赛道的打法也是采用 " 渐进式 " 路线，他并不追求人形机器人完全拥有与人类接近的灵活性，而是从简单的动作开始，在应用中迭代。
软硬件基础，叠加实际性打法，特斯拉很有可能在人形机器人领域复刻在汽车领域的颠覆性影响。
高度类人的人形机器人只存在于科幻片中，就如同完全自动驾驶的汽车也遥遥无期，但马斯克已经用渐进式的路线和扎实的 AI 能力，让自动驾驶离落地越来越近——即便至今仍未真正实现，部分场景下的应用也极大推动了汽车辅助驾驶性能的提升，并在很大程度上转化成了商业价值。
但人形机器人面临的是不同维度的问题。汽车行业已经发展了一百多年，在车辆控制、运动等方面技术成熟，而人形机器人自身的难题并没有解决，其移动能力、操作能力还都相当初级，产业化更是没有先例。
马斯克计划 3-5 年量产，无论从技术还是市场需求的角度来看，都相对乐观。
" 降维 " 切入人形机器人
这次 AI Day，特斯拉主要展示了两代 Optimus 机器人。
先出场的是历时 6-8 个月开发的组装机。它周身布满了线缆，动力装置也裸露在外，但没有配备任何辅助装置，只身在舞台上完成了一些简单动作，如行走、挥手等。
之后，在一段视频中，这款 Optimus 组装机展现了完成复杂动作的能力，比如在工作区搬箱子、给植物浇水等。
然后，Optimus 原型机出场。它的外观设计更接近量产，但功能尚未健全——不能走路，只是四肢和手指能简单抓握。
尽管产品还需优化，但特斯拉团队用一年的时间就做成原型机，技术已经相当硬核。有从事机器人研发的高级硬件工程师表示，在灵巧手、腰部自由度、硬件仿真平台等方面，特斯拉在有限的时间内都做得非常出色。
得以快速开发出人形机器人原型机，特斯拉最大的优势在于，它在汽车和自动驾驶领域的技术积累，相当一部分可以复用在机器人身上，甚至可以形成 " 降维打击 "。
比如，Optimus 用的动力电池，据称容量 2.3kWh，电压 52V，上述工程师表示，在这个体积之下，电池容量已经做得 " 巨大 "。而这背后是特斯拉充电管理、传感器和冷却系统的高度集成。
再比如，Optimus 在视频中展示出的精准抓取能力，很大程度上得益于其强悍的感知能力，从演示内容看，Optimus 已经实现了精确的 3D 环境建模，还能通过双目测距得到非常清晰的深度图像，而这，也有赖于特斯拉过去在自动驾驶领域训练出的算法和搭建起的硬件平台。
在技术上展现出跨界优势的同时，Optimus 在实用性上也特色鲜明。
人形机器人领域公认的领先者是波士顿动力，其旗下人形机器人 Atlas 的技术突破方向是类人的活动能力，比如可以快速奔跑、在复杂的道路环境下行走等，而 Optimus 不同，它的主要任务是操作。
因此，灵活的躯干、四肢和手指是 Optimus 的一大 " 杀器 "。据称，Optimus 全身有 200 多个自由度，手部有 27 个自由度，这也是它能够移动工件、提起水壶浇水的基础。
实用性的另一表现在成本控制。
复用汽车和自动驾驶积累的软硬件资源本就让 Optimus 具备一定的成本优势，而特斯拉在 Optimus 的设计上也采用了很多方式降低成本。比如，在结构上仍然采用传统电机驱动，全身执行器也从原来的 40 个降到了 28 个。
清华大学人工智能研究院视觉智能研究中心主任邓志东告诉 36 氪，相比于波士顿动力等采取的液压驱动方式，电机驱动的成本要低得多，一个电驱执行器成本大概就几千元人民币，而一个液压驱动执行器的成本可以达到几万甚至几十万。
采用电机驱动本身就能大幅控制成本，一个执行器往往还对应着多个子电机驱动器集成，全身 28 个执行器构建的复合关节，就能获得 200 多个自由度，这些对于整机成本的控制十分显著。
短期内落地并不容易
利用在汽车和自动驾驶领域的积累，特斯拉切入人形机器人赛道来势汹汹，但要真正推动 Optimus 大规模落地，也面临着不小的难点。
有长期关注并看好特斯拉技术的人士坦言，人形机器人的控制 " 有大量的、之前从未涉及过的部分，比想象中复杂 "。
从这次发布会上 Optimus 展示出的性能来看，它最基础的移动能力还比较薄弱，安全稳定地行走还没有完全解决，与波士顿动力这样的行业领先者存在明显差距；而在操纵能力上，虽然表现不俗，但也远未达到可以广泛应用的地步。
有业内人士评价，Optimus 的 " 运动能力和控制算法非常初级 "。而这也是人形机器人行业本身的难点，波士顿动力发展至今已经 30 年，也未能推动人形机器人产业化，曾经的 " 日本之光 " 本田 ASIMO 则已经下马。
移动和操纵的问题解决不了，实用性就要打上一个问号。
在马斯克的畅想中，人形机器人可以做的事情很多。去年 AI Day 上他就表示，Tesla Bot 可以执行一些 " 危险性、重复性、枯燥的任务 "，这一次他再次介绍，将来简单的、重复性工作可交由机器人完成，从而降低劳动力成本。
这或许也是马斯克下定决心做人形机器人的一大原因。在工厂中用机器代替人工，以降低成本、提高效率，这本身也是改进汽车制造工艺的方式之一，一如此前特斯拉推出的一体化压铸等技术。
工厂生产是当前人形机器人为数不多的清晰使用场景，据悉，Optimus 已经在特斯拉弗里蒙特工厂投入简单工作。
但仅仅是在工厂中移动物体，似乎用不到人形机器人这么精密的设计，这些动作机械手臂完全可以完成，量产和使用成本也更加低廉。
从长远规划来看，马斯克对 Optimus 的期待会更高，不仅要完成人类才能完成的精细动作，甚至要从工厂走进人类生活。而在测试、应用中不断迭代产品，也是他达成这些远期目标的 " 另类 " 方式——尽管这在汽车领域已经不算新鲜。
不过，对于人形机器人的更多落地场景，马斯克似乎也没想好。被问及 Tesla Bot 的应用前景问题时，他未能给出一个清晰答案，甚至没能很具体地描述一个场景，只是表示 " 未来会很有趣，绝不会无聊 "。
从技术迭代与落地场景来看，短期之内，人形机器人还很难成为特斯拉的第二增长曲线。但不可否认的是，手握庞大资源的马斯克和特斯拉，还是有能力再次颠覆一个行业，带着 " 跨界者 " 的独特思维与技术，改变它原有的、缓慢的线性增长轨迹。

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