2021年8月中旬的AI Day上，馬斯克宣傳要做特斯拉人形機(jī)器人：擎天柱（Tesla Bot）：

　　10月1日，特斯拉在加州帕羅奧圖舉辦了2022 AI Day活動(dòng)，人形機(jī)器人擎天柱Optimus原型機(jī)正式亮相。

　　不同于去年概念PPT上光滑圓潤(rùn)的外形，今年的擎天柱金屬與線纜裸露在外。現(xiàn)場(chǎng)這臺(tái)擎天柱，展示了穩(wěn)步行走、轉(zhuǎn)體俯身、揮手與臺(tái)下觀眾打招呼。

　　要知道，這可是它首次實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立行走。

　　隨后，更接近最終產(chǎn)品的“帶皮膚”機(jī)器人也被搬了上來(lái)（這臺(tái)還要幾周時(shí)間才能才能下地走路）。

　　隨后的 Demo 視頻中特斯拉展示了機(jī)器人搬運(yùn)箱子，給花澆水，在特斯拉超級(jí)工廠里工作的畫面。機(jī)器人導(dǎo)航用的 Autopilot 系統(tǒng)和特斯拉汽車上的是類似的系統(tǒng)。

　　送快遞：

　　澆花：

　　在汽車工廠也能有模有樣地搬磚：

　　它目前還不能完全達(dá)到我們的設(shè)想，不過(guò)馬斯克認(rèn)為「再過(guò)幾周」問(wèn)題就不大了。考慮到這個(gè)機(jī)器人設(shè)計(jì)出來(lái)只用了半年，未來(lái)成型的樣子還是可期的。

　　現(xiàn)場(chǎng)，研究人員稱，初次亮相的只是一款概念機(jī)，到今年AI日已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了第二次迭代，實(shí)物圖也與概念圖進(jìn)一步貼近。

　　馬斯克稱，「擎天柱」產(chǎn)量預(yù)計(jì)可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)臺(tái)，要比汽車便宜得多，不到2萬(wàn)美金（142320元）即可擁有。

　　看到這里，不知道大家再對(duì)比一下小米的人形機(jī)器人鐵蛋，是不是對(duì)鐵蛋不再那么苛責(zé)了：

　　接下來(lái)就進(jìn)入正題環(huán)節(jié)了，擎天柱背后都有哪些技術(shù)加持？

　　人形機(jī)器人主要有人機(jī)交互、環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)控制這三大核心技術(shù)。特斯拉智能汽車≈自動(dòng)駕駛+輪式機(jī)器人——電動(dòng)車自動(dòng)駕駛賦能Optimus人機(jī)交互、環(huán)境感知相關(guān)技術(shù)，背后是傳感器方案、FSD芯片及核心算法平臺(tái)等；

　　例如特斯拉機(jī)器人使用了單顆特斯拉自研SoC芯片，不同于特斯拉在汽車上使用的雙芯片自動(dòng)駕駛方案。

　　再如，為了保護(hù)機(jī)器人，研發(fā)人員對(duì)其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化，在人形機(jī)器人摔倒時(shí)不會(huì)把變速器和胳膊弄壞，就可以將這一技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人之上。畢竟一臺(tái)機(jī)器人的維修成本很高。

　　研發(fā)人員還采用了與汽車相同的底層技術(shù)，讓機(jī)器人在所有組件中產(chǎn)生壓力，使得其行走控制變得更加容易，也不會(huì)那么僵硬。

　　“擎天柱”的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器共有6種，包括三種不同規(guī)格的舵機(jī)、三種不同規(guī)格類似重量秤一樣的牽引執(zhí)行器等。

　　在極限范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，其關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器抬起一架半噸重的鋼琴，這也是人形機(jī)器人必須具備的功能。

　　但從“輪式機(jī)器人”到高達(dá)40個(gè)自由度（關(guān)節(jié)）的人形機(jī)器人，機(jī)電硬件（主要是電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器+減速機(jī)）、運(yùn)動(dòng)軟件算法待突破&迭代。根據(jù)專業(yè)人士的分析，具體來(lái)說(shuō)：

　　1、下肢運(yùn)動(dòng)

　　馬斯克選擇自主研制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的思路是合理的，也是特斯拉公司的強(qiáng)項(xiàng)。但是從驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)到下肢運(yùn)動(dòng)能力，特斯拉機(jī)器人還是相對(duì)落后，阿西莫機(jī)器人在平衡運(yùn)動(dòng)能力和波士頓動(dòng)力的超強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力顯然更為先進(jìn)。

　　研發(fā)人員將人類的膝蓋和其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的力線性化，從而學(xué)習(xí)如何讓機(jī)器人膝蓋使用更少的力來(lái)構(gòu)建，讓其能實(shí)現(xiàn)更好的力度控制，并讓相關(guān)結(jié)構(gòu)緊密的包裹在膝蓋周圍。

　　在執(zhí)行器的具體配置上，針對(duì)不同載荷和運(yùn)動(dòng)精細(xì)程度的要求，采用了不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和軸承裝備方案。

　　比如左側(cè)的交叉滾子軸承，右側(cè)的四點(diǎn)接觸軸承和球軸承等。

　　另外，機(jī)器人能源的電池技術(shù)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)合也是特斯拉的優(yōu)勢(shì)。“擎天柱”身體中間有2.3kWh的電池組能支持人形機(jī)器人工作一整天。這個(gè)電池組的獨(dú)特之處在于，它把所有的電池電子都集成到了一起，傳感器融合電荷管理等，利用汽車和機(jī)能源產(chǎn)品將其融合到一起。這也是特斯拉流線型制造的高效之處。

　　2、上肢操作

　　特斯拉機(jī)器人的仿人手設(shè)計(jì)應(yīng)該說(shuō)很常規(guī)。6個(gè)主動(dòng)自由度，11個(gè)關(guān)節(jié)自由度。宣傳說(shuō)既可以完成大口徑物體抓取，同時(shí)也能滿足抓取精巧物體的需求，并搭載了能夠驅(qū)動(dòng)手指并進(jìn)行感知的傳感器，但是也沒有給出更具體的技術(shù)參數(shù)。

　　從上肢操作展示看，能力應(yīng)該很普通。并且上肢手臂操作中重要的末端腕力傳感器和觸覺傳感器，從宣講會(huì)看，馬斯克團(tuán)隊(duì)還沒開始考慮。

　　3、智能程度

　　（1）智能感知

　　特斯拉公司利用計(jì)算機(jī)視覺識(shí)別高頻特征，讓人形機(jī)器人能夠快速找到最近的充電站。目前只是具備了一定的視覺感知能力。

　　在軟硬件配置上，特斯拉汽車和機(jī)器人采用了同款視覺感知。Tesla Bot 的導(dǎo)航系統(tǒng)就是一個(gè)很有意思的3D路徑導(dǎo)航。

　　開發(fā)人員強(qiáng)調(diào)，特斯拉機(jī)器人的AI技術(shù)跟FSD是同源的！也就是說(shuō)它會(huì)自己識(shí)別環(huán)境，自己找到需要的東西，并自己做要做的事。

　　特斯拉機(jī)器人還支持室內(nèi)路徑規(guī)劃，不僅會(huì)走路，還會(huì)像人一樣走路，還能通過(guò)視覺識(shí)別判斷物體。

　　（2）智能交互

　　在宣講后的記者交流會(huì)上，也有問(wèn)及是否考慮集成自然語(yǔ)言交互技術(shù)，馬斯克也說(shuō)到未來(lái)會(huì)考慮這方面。至少目前Optimus機(jī)器人狀態(tài)還不算有智能交互的能力。

　　（3）智能操作

　　Optimus機(jī)器人為能快速實(shí)現(xiàn)擬人操作，設(shè)計(jì)了基于穿戴式示教的操作學(xué)習(xí)方法。通過(guò)捕獲人體操作的關(guān)鍵幀，并將其映射到機(jī)器人上，以此解決機(jī)器人在抓取物體時(shí)手應(yīng)該放在哪里，如何進(jìn)行搬運(yùn)放置等操作。

　　對(duì)于特斯拉人形機(jī)器人，有很多觀點(diǎn)值得我們思考

　　小米高級(jí)硬件工程師任賾宇：一年的時(shí)間Tesla做到今天Optimus原型機(jī)的程度，我覺得從工程技術(shù)上是非常硬核的，給Tesla的各位工程師們點(diǎn)贊，尤其在靈巧手、腰部自由度、硬件仿真平臺(tái)、雙目視覺等都在有限時(shí)間內(nèi)做得非常出色。

　　沒有什么新的工程技術(shù)是可以在1-2年一蹴而就的（不要高估技術(shù)），但如果把戰(zhàn)線拉長(zhǎng)到10-15年，那可能就會(huì)帶來(lái)翻天覆地的變化（不要低估技術(shù)）。

　　追覓CEO俞浩：馬斯克發(fā)布機(jī)器人的意義不在擬人性，擬態(tài)不重要。重要的是有沒有一個(gè)通用機(jī)器人，能放到生產(chǎn)、生活方方面面。

　　這個(gè)觀點(diǎn)小編還是認(rèn)同的，這讓我想起了波士頓動(dòng)力的雙輪機(jī)器人Handle：

　　雙輪機(jī)器人Handle在2017年發(fā)布時(shí)，它的縱身一跳，驚艷了所有人，我們當(dāng)時(shí)稱呼它為暴跳機(jī)器人。

　　Handle最終要與市場(chǎng)接觸，隨著應(yīng)用的探索，Handle改變成了上面的樣子。最終，波士頓與合同物流服務(wù)商 DHL共同合作，雙輪機(jī)器人Handle變成了Stretch 機(jī)器人，成功商用：

　　而大家所熟悉的波士頓動(dòng)力（Boston Dynamics Institute）的Atlas機(jī)器人由于很難找到成熟的市場(chǎng)落地場(chǎng)景，東家也是幾經(jīng)易主，至今還很燒錢。

　　當(dāng)前，人形機(jī)器人行業(yè)發(fā)展面臨核心技術(shù)發(fā)展不成熟、產(chǎn)品成本高、應(yīng)用場(chǎng)景落地難等問(wèn)題，距離商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段距離。

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