奥斯汀,德克萨斯州(CNN)——在月球表面处理家务或建造栖息地的类人机器人听起来像是科幻小说里的东西。但位于奥斯汀的机器人初创公司Apptronik的团队设想,未来通用机器人将处理“枯燥、肮脏和危险”的工作,这样人类就不必做了。
Apptronik最新的人形机器人阿波罗的设计于周三公布。
这个机器人和人类一样大,身高5英尺8英寸(1.7米),体重160磅(72.6公斤)。
阿波罗号可以举起55磅(25公斤)的重物,设计用于批量生产,可以安全地与人类一起工作。这个机器人使用电力,而不是被认为不安全的液压系统,它有一个4小时的电池,可以更换,所以它可以工作22个小时。
为了避免出现“恐怖谷”现象,即人们对人形机器人的外观感到不安,总部位于奥斯汀的Argodesign公司为阿波罗配备了一些旨在让人感到平易近人甚至友好的功能。
机器人的胸部有数字面板,可以清楚地显示电池剩余电量、当前正在执行的任务、何时完成以及下一步要做什么。阿波罗也有脸和有意识的动作,比如转动它的头来指示它要去哪里。
阿波罗的最初目标是让它在物流领域发挥作用,在仓库里承担体力要求很高的角色,通过解决劳动力短缺问题来改善供应链。但Apptronik团队对阿波罗有一个长期的愿景,至少可以延续到下一个十年。
Apptronik联合创始人兼首席执行官杰夫·卡德纳斯(Jeff Cardenas)表示:“我们的目标是制造多功能机器人,让它们做所有我们在地球上不想做的事情,最终有一天能探索月球、火星和更远的地方。”
设计一个人形机器人
在2016年启动Apptronik之前,团队成员在德克萨斯大学奥斯汀分校的以人为中心的机器人实验室工作。
卡德纳斯说:“实验室的重点是研究人类和机器人在未来将如何互动。”“作为人类,我们最宝贵的资源是时间,而我们的时间是有限的。作为工具制造者,我们现在可以为自己制造工具,让我们有更多的时间。”
在实验室期间,该团队在2012年至2013年DARPA机器人挑战赛期间被选中研究NASA机器人瓦尔基里(Valkyrie)。
这个机器人高6英尺2英寸(1.9米),重300磅(136公斤),是一个两足类人机器人,能够灵巧地操纵和行走(包括越过和绕过障碍物),搬运物品和开门,据美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心灵巧机器人团队的负责人肖恩·阿齐米说。
自2013年首次亮相以来,这款电动机器人一直在进行修改和改进,目前它正在澳大利亚接受测试,作为无人驾驶和海上能源设施的远程管理员。
阿波罗的根源在于瓦尔基里的设计,Apptronik团队花了数年时间制造独特的机器人和部件,最终制造出可以在为人类设计的环境中工作的人形机器人。卡德纳斯说,装配线上的机器人通常是用螺栓固定在地上或插在墙上的,只能在专门为它们设计的空间里工作。
卡德纳斯说,Apptronik希望阿波罗成为“机器人中的iPhone”,而不是那些只能服务于一个目的的高度专业化的机器人。
他说:“我们的目标是制造一个能做数千件不同事情的机器人。”“这是一个软件更新,而不是做一项新任务或一种新行为。”
最终,阿波罗的价格将低于普通汽车的价格。传统的机器人依赖于高精度的零件。但卡德纳斯表示,摄像头和人工智能系统的引入使机器人的开发更少依赖于预编程,而是对环境的反应更灵敏,这意味着生产中使用的部件更便宜。
今年,Apptronik的重点是争取商业客户和制造商,这些客户和制造商对阿波罗如何改善他们的物流感兴趣。该公司的目标是到2024年底全面投入商业生产。
阿波罗将从工厂和仓库开始,做一些简单的任务,比如搬箱子和推手推车。但随着时间的推移,阿波罗的功能将通过新的模型和更新来增加,直到它可以用于建筑、电子产品生产、零售空间、送货上门甚至老年人护理。
像人一样移动
阿波罗计划的核心是执行器,也就是机器人肌肉。Apptronik的团队已经对核心驱动器进行了超过35次的迭代,使阿波罗能够像人类一样行走、弯曲手臂和抓取物体。
Apptronik的联合创始人兼首席技术官尼克·潘恩(Nick Paine)博士说:“人类体内大约有300块肌肉。”“作为工程师,我们的目标是简化复杂性,所以阿波罗机器人的系统中有大约30个不同的肌肉群,你需要做基本的动作和活动。”
在阿波罗之前,Apptronik专注于它所谓的快速开发类人机器人。虽然它包括有限的操作能力和简单的手臂,但设计的重点是提高机器人的运动能力。
潘恩说:“我们开发机器人技术的方法是让硬件和软件同步成熟。”
阿波罗的头部有一个感知摄像头,而躯干上的传感器可以帮助机器人绘制出360度的环境视图,并确定它可以移动到哪里。机器人的“大脑”或主计算机也位于其胸部。
传感器帮助机器人在穿越或绕过障碍物时保持方向。当阿波罗号进入更不确定的环境时,这种运动将是关键,比如户外,甚至有一天会进入月球表面。
潘恩说:“机器人需要能够在人类能够生存的那种混乱和不确定的环境中工作。”
最终,阿波罗将是自主的,但Apptronik的团队仍然希望对机器人的行为有一定程度的控制。卡德纳斯说,虽然控制将首先通过平板电脑或智能设备进行操作,但在未来,人类应该能够走到阿波罗面前,告诉它该做什么。
到月球和更远的地方
Apptronik是美国宇航局设计人形机器人的合作伙伴之一。地球是阿波罗的试验场,有一天,未来版本的机器人可以在危险的太空条件下工作,这样人类就不必了。
潘恩说,准备在太空真空中工作的人形机器人还需要几个步骤的发展,所以阿波罗可能首先去国际空间站。
阿齐米说:“对于太空探索,我们确实需要具有多种灵活和适应性的系统,既可以应对我们已知的各种任务,也可以应对一些我们在探索过程中实际出现之前无法预料的任务。”
阿齐米说,美国宇航局的阿尔忒弥斯计划目前的架构旨在将人类送回月球,并最终在火星上登陆载人任务,设想在2030年阿尔忒弥斯6号任务中尽快在月球表面发射一个加压漫游车。Azimi认为,在本世纪30年代初的月球探索时期,像阿波罗这样的机器人可能也会派上用场。
在太空中使用像阿波罗这样的人形机器人的好处是,在宇航员到达之前,它们可以用来建造和测试为人类设计的环境——比如月球和火星栖息地。但这些机器人将面临挑战,需要在设计上比地球上的同类机器人限制更少。Azimi说,例如,人形机器人可能需要在与RV大小相似的漫游者的环境中爬行,并且仍然具有打开加压门的力量和灵活性。
阿兹米说:“我的希望和梦想是,在未来10年内,我们将拥有在太空中部署的通用机器人,我们将能够实现拥有机器人系统的一些好处,使宇航员能够更加专注于人类最擅长的事情,即探索和科学发现。”
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