人工智能与外骨骼未来有望联手改变人类在地球和太空中的表现

人工智能与外骨骼未来有望联手改变人类在地球和太空中的表现一种用于外骨骼的新型人工智能控制器无需特定编程就能学习人类的不同动作，该控制器已证明可节省大量能源，标志着可穿戴机器人技术向前迈出了一大步。想象一下，工厂工人和宇航员可以更安全、更高效地行动，残疾人的行动能力也会得到改善。6月12日，《自然》（Nature）杂志发表了一项新的研究成果。《自然》（Nature）论文的第一作者、安伯里德尔航空大学的罗淑珍博士（Dr.ShuzhenLuo）与通讯作者、北卡罗来纳州立大学的苏浩博士（Dr.HaoSu）及其他同事解释说，这种可穿戴的人体机器人框架被称为"外骨骼"（exoskeletons），有望让人更轻松地行动，但技术障碍限制了其更广泛的应用。罗指出，迄今为止，外骨骼必须根据特定活动和个人预先编程，并基于冗长、昂贵、劳动密集型的人体试验。研究人员开发了一个由208块肌肉组成的全身肌肉骨骼人体模型（左上），以及一个定制的髋关节外骨骼（左下），然后利用人工智能模拟了多种活动（中间），最后将学习到的控制器部署到人体受试者身上。资料来源：《自然》杂志，Luo等人，图2。现在，研究人员描述了一种超级智能或"学习型"控制器，它利用数据密集型人工智能（AI）和计算机模拟来训练便携式机器人外骨骼。"这种新型控制器可为行走、跑步或爬楼梯提供平稳、持续的扭矩辅助，而无需任何人工参与的测试，"罗报告说。"只需在图形处理单元上运行一次，我们就能在模拟中训练控制法则或"政策"，这样控制器就能有效地辅助所有三种活动和不同的人。"安博里德尔航空大学的罗淑珍博士（右）在一次内部海报展示中讨论了她对人工智能驱动的机器人外骨骼的研究，她的研究成果于2024年6月12日刊登在《自然》杂志上。图片来源：Embry-Riddle/DavidMassey在三个相互连接的多层神经网络的驱动下，控制器边学边用--通过"数百万次的肌肉骨骼模拟进化，以提高人类的活动能力"，佛罗里达州戴托纳海滩安博里德尔大学机械工程系助理教授罗博士解释说。这个无需实验的"模拟学习"框架部署在一个定制的髋关节外骨骼上，产生了迄今为止便携式髋关节外骨骼最高的代谢率降低效果--佩戴者在行走、跑步和爬楼梯时的能量消耗平均分别降低了24.3%、13.1%和15.4%。北卡罗来纳州立大学的苏浩解释说，这些能耗降低率是通过比较穿戴和不穿戴机器人外骨骼的人类受试者的表现计算出来的。这意味着它能真实地衡量外骨骼节省了多少能量。这项工作实质上是将科幻小说变为现实--让人们在执行各种任务时消耗更少的能量。据信，这种方法首次证明了在仿真中开发控制器的可行性，这种控制器可以弥合所谓的从仿真到现实或"从仿真到现实的差距"，同时显著提高人类的性能。"以往在强化学习方面取得的成就往往主要集中在模拟和棋盘游戏上，"罗淑珍说，"而我们提出了一种新方法--即一种动态感知、数据驱动的强化学习方式，来训练和控制可穿戴机器人，让人类直接受益。"苏浩补充说，"该框架"可为快速、广泛地为健全人和行动不便的人部署各种辅助机器人提供可推广、可扩展的战略。研究人员在《自然》杂志上解释说，如前所述，外骨骼传统上需要根据耗时的人体测试来手工制定控制法则，以处理每项活动并考虑个体步态的差异。模拟学习法为这些障碍提供了可能的解决方案。由此产生的"动态感知、数据驱动的强化学习方法大大加快了外骨骼在现实世界中的应用。闭环模拟结合了外骨骼控制器和肌肉骨骼动力学、人机交互和肌肉反应的物理模型，以生成高效、逼真的数据。这样，控制策略就能在模拟中不断发展或学习。"我们的方法为可穿戴机器人控制器开发的交钥匙解决方案奠定了基础，"罗淑珍说。未来的研究将侧重于独特的步态，如行走、跑步或爬楼梯，以帮助中风、骨关节炎、脑瘫等残疾人以及截肢者。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434890.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434890.htm

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研究人员设计了一种3D打印的机器人手 可以轻松抓起各类物体

研究人员设计了一种3D打印的机器人手可以轻松抓起各类物体为了解决这个问题，剑桥大学的研究人员创造了一个灵活的、3D打印的机器人手，尽管它的手指不能独立移动，但仍然可以进行一系列复杂的运动。这只机器人手被训练成能够抓住不同的物体，并且能够通过使用放置在其"皮肤"上的传感器所提供的信息来预测它是否会掉落这些物体。这种类型的被动运动使机器人更容易控制，并且比具有完全机动化手指的机器人更节能。研究人员说，他们的适应性设计可用于开发低成本的机器人，这些机器人能够进行更自然的运动，并能学会抓取广泛的物体。这些结果在《高级智能系统》杂志上报告。在自然界中，运动是由大脑和身体之间的相互作用产生的：这使人和动物能够以复杂的方式运动而不消耗不必要的能量。在过去的几年里，由于3D打印技术的进步，软性部件已经开始被整合到机器人设计中，这使得研究人员能够为简单、节能的系统增加复杂性。机器人手只用手腕的动作就能拿起一个桃子大小的物体资料来源：剑桥大学人类的手是高度复杂的，在机器人中重现其所有的灵巧性和适应性是一个巨大的研究挑战。今天的大多数先进机器人都无法完成小孩子可以轻松完成的操纵任务。例如，人类本能地知道在拿起一个鸡蛋时应使用多大的力量，但对机器人来说，这是一个挑战：力量太大，鸡蛋可能会碎掉；力量太小，机器人可能会掉落。此外，一个完全驱动的机器人手，每个手指的每个关节都有电机，需要大量的能量。在剑桥大学工程系的FumiyaIida教授的生物启发机器人实验室，研究人员一直在开发这两个问题的潜在解决方案：一个能够以正确的压力量抓取各种物体的机器人手，同时使用最少的能量。"在早期的实验中，我们的实验室已经表明，仅仅通过移动手腕就有可能在机器人手上获得很大的运动范围，"共同作者托马斯-乔治-图鲁特尔博士说，他现在在伦敦大学学院（UCL）东区工作。"我们想看看基于被动运动的机器人手是否不仅能够抓取物体，而且能够预测它是否会掉落物体，并作出相应的调整。"3D打印的机器手拿筷子研究人员使用了一个植入触觉传感器的3D打印拟人手，以便该手能够感知它所接触的东西。这只手只能够进行被动的、基于手腕的运动。研究小组对这只机器人手进行了1200多次测试，观察其抓取小物体而不掉落的能力。该机器人最初使用3D打印的小塑料球进行训练，并使用通过人类示范获得的预设动作抓取它们。第一作者KieranGilday博士说："这种手有一点弹簧感：它可以自己拿起东西，而不需要手指的任何驱动。触觉传感器让机器人感觉到抓握的情况如何，因此它知道什么时候开始打滑。这有助于它预测事情何时会失败"。机器人利用试验和错误来学习什么样的抓握方式会成功。在完成对球的训练后，它又尝试抓取不同的物体，包括一个桃子、一个电脑鼠标和一卷气泡膜。在这些测试中，这只手能够成功抓取14个物体中的11个。"传感器，有点像机器人的皮肤，测量施加在物体上的压力，"乔治-图鲁特尔说。"我们不能说机器人到底得到了什么信息，但理论上它可以估计出物体被抓在哪里，用了多少力。""机器人学会了一个特定的运动和一组特定的传感器数据的组合将导致失败，这使得它成为一个可定制的解决方案，"Gilday说。"这只手非常简单，但它可以用同样的策略拿起很多物体。""这种设计的最大优势是我们可以在不使用任何执行器的情况下获得的运动范围，我们希望尽可能地简化手部的工作。我们可以在没有任何执行器的情况下获得大量良好的信息和高度的控制，这样，当我们加入执行器时，我们将在一个更有效的包装中获得更复杂的行为。"一个完全驱动的机器人手除了需要大量的能量外，也是一个复杂的控制问题。剑桥大学设计的手的被动设计，使用少量的传感器，更容易控制，提供广泛的运动范围，并简化了学习过程。在未来，该系统可以通过多种方式进行扩展，如增加计算机视觉功能或教机器人利用其环境，这将使其能够抓取更广泛的物体。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354847.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354847.htm

天才少年稚晖君也发布了实机 机器人突然就到处都是了

天才少年稚晖君也发布了实机机器人突然就到处都是了而这一切，都被曾经的华为天才少年，现智元机器人品牌创始人稚晖君（彭志辉）发布的首款产品“远征A1”机器人打破了，因为这款产品本身就集成了百亿级参数的WorkGPT大模型，但需要注意到的是，语义大模型如果单独使用，是并不具备指向性的。“远征A1”机器人这外观够帅的换言之，在机器人领域需要有极为严谨的指向性，稚晖君就表示，语言和图像大模型对于机器人来讲价值主要体现在，其一是需要通过庞大的知识库和通时理解能力，来知道如何分辨出眼前的东西，其二是具有语义多级推理能力，也就是把复杂指令分成步骤，按照顺应逻辑来执行。所以在这套大模型前提下，智元打造了一套名为EI-Brain的具身智脑框架，它的整个框架和人类大脑并不一样，简单来讲，由部署在云端的超脑；部署在端侧的大脑，小脑、脑干组成，超脑链接到云端，实现复杂运动的调度，大脑来负责整个思维逻辑和推理，小脑负责指令，而脑干则负责电机控制、底层硬件调度。而说到硬件部分，这或许是我今天没去上海看智元机器人发布会最大遗憾，因为从相关资料来看，如果抛去内部集成大模型这件事儿，真的是比我今天去看到的2023机器人大会上的产品，要高出几个维度，这里先卖个小关子。图源：网络“远征A1”机器人造型是“类人形态”，它身高173，重53kg，全身自由度高达49个，要比市面上常规的人型机器人的平均20个自由度高不少，承重80kg，单臂最大负载5kg，同时最高步速可以达到7km/h。不得不说，稚晖君真的要“压榨”远征A1机器人了，既要生产还要生活图源：网络这里需要注意的是，全身高达49个灵活度，也是考虑到实际应用场景，比如汽车生产过程中整理线束、拧螺丝、总装等任务，这样不仅能高速高效完成，在误差方面也能降到最低，而对于各个品牌老板们来讲，也不用亲自下场去“拧螺丝”了。此外，我们也可以通过稚晖君这次产品看出，他对于“远征A1”机器人定位是属于“既要又要”的全能机器人，比如希望在汽车制造总装线、分装线等场景上进行商用化落地的尝试；也希望可以作为家庭陪护，康复训练等用途。不管是想利用人型机器人这样的形态来“一对多”，还是这次在另一边的机器人大会上机器人的“一对一”，机器人确实火了起来。据调查显示，2022年中国机器人全行业营业收入超过1700亿元，2023年上半年工业机器人产量达22.2万套，同比增长5.4%，服务机器人产量353万套，同比增长9.6%。千万别来这届机器人大会图源：品玩lzh拍摄不得不说，人型机器人确实是现在“热度”堪比大模型的话题，但我们必须要明白一个问题，不管是人型机器人也好，还是传统形态机器人也罢，第一要义是要替代人完成生产生活，但就目前人型机器人发展来看，就和10年前智能手机发展来看，仍然处于非常起步阶段，但起码智能手机还有个能够升级的智能操作系统。这次在世界机器人大会上看到的人型机器人，就像是iPhone14Pro中安了一个塞班系统，徒有外表。比如在进门口看到的仿生机器人，虽然阵营比去年更大，也多了“本土化”适配，现场工作人员也表示，“通过升级应用仿真技术，会让人形机器人的皮肤质感、外观变得更加逼真。新一代柔性执行器的升级换代使机器人动作更为柔性化，不断接近真人活动的效果”。这叫“本土化”图源：品玩lzh拍摄千万别带小孩来太惊悚图源：品玩lzh拍摄但依旧能一眼看出来有严重的肢体问题，比如动作非常僵硬；手势恐怖且表情呆滞，而且依旧不能和现场观众互动，所以从使用场景来看，只能应用在科技博物馆、游乐园这样的环境下，功能较为单一，而要说这次最大变化，就是终于能够识别现场观众表情来“做鬼脸”了。不如让人型机器人拉花，它的水平我起码可以肯定，也有用途。就是准备工作稍显复杂图源：品玩lzh拍摄当然在现场看起来非常高大上的“正经”人型机器人也是期望越大失望越大，而且这些品牌还专门设置几个表演时间点，当时恰巧赶上人型机器人现场演示，演示区域被围得水泄不通，人型机器人也差强人意，只能遥控前行，转个弯都得半天。小米展位的人型机器人没有演示那就合个影吧图源：品玩lzh拍摄而在我最期待的小米展位，这次他们虽然带来了双足人形机器人CyberOne，但仍然是“只能远观”状态，可以合影，但不能演示，所以吸引力远不如仿生四足机器人CyberDog2，至少后者通过AI平衡动态算法、AI多模态融合感知决策系统，能够在“后空翻”这样的场景下依旧保持非常好的稳定性，不会来回摇晃甚至摔倒。来个后空翻之后呢，之后没了图源：品玩lzh拍摄虽然这次“狗型”机器人依旧不少，甚至已经成为家家必备的“明星单品”，但也比不知所云的人型机器人有了更加明确的功能“指向性”，即娱乐属性，如何更加接近真狗并模仿相应习性，是这类机器人一大特点。另外从这次展会中也能看出来，很多在专业领域内非常有建树的品牌，已经开始思考如何利用“人型机器人”属性优势来增强传统服务机器人功能。这个仿生骨骼机器已经足够小巧了图源：品玩lzh拍摄非常轻松拎起两箱水图源：品玩lzh拍摄比如我看到这次有个叫傲鲨智能的品牌，就比去年的大艾机器人的外骨骼机器人要更“智能小巧”，而且特别像科幻电影中的未来机械设备，我在现场看到，只要穿上这套外骨骼，捆绑后，就能借助机械臂，提升20Kg的重物，现场体验者直接轻松地提起来了哑铃，两箱水。追觅这个机械臂设计还挺有意思图源：品玩lzh拍摄如果说这类产品距离大众消费者还是有些远，那么这次追觅带来的X30就引起了我的注意，在它的下方拖地布处搭载了在X20上的仿生机械臂技术，这样在智能识别到墙边、桌腿、床边等边角地带时，就会通过仿生机械臂将拖布盘自动“移出”进行清洁，另外在基站底部内置了双刮条设计，大家可以理解为汽车雨刮器原理，洗拖布时可同步刮净清洗盘，此外还可以通过底部“毛发切割”滚刷来切割毛发，这样的设计确实是宠物家庭福音。小结下，在我看来，不管是稚晖君发布的“远征A1”机器人，还是这次我实际参与看到的在机器人大会上的传统机器人，我都发现了问题，比如稚晖君产品虽然足够高科技，但集成的大模型在面对审核以及安全上依旧是未知数，另外价格要在“20万”内就说明并不是一般家庭可以承受起；而这次机器人大会中的各类机器人，除了专业类机器人外，服务功能性机器人依旧出现了严重的同质化问题，家家都出机器狗，几乎全是一个模子刻出来的，仅有少部分品牌在寻求创新，但依旧“微不足道”。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378223.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378223.htm

键盘支持三档调节，键程 1.4mm，在这台机身厚度不到 16mm 的机器内可以说是颇为奢侈，并且键帽均有下凹弧面设计，方便手指定

键盘支持三档调节，键程1.4mm，在这台机身厚度不到16mm的机器内可以说是颇为奢侈，并且键帽均有下凹弧面设计，方便手指定位。电源键集成了WindowsHello指纹识别，可以一键开机解锁登陆，Fn区在F9/F10上设计了一键屏蔽摄像头和麦克风的功能，算是符合它商务办公定位的一些小细节。比较遗憾的是为了键盘区的规整，采用了半高的方向键，我个人会更喜欢全高的设计。键盘的下方有两个音频认证标识，分别是DolbyATMOS全景声和SoundbyHarman/Kardon的哈曼卡顿大师音效，驱动这台机器的扬声器。至于音效如何，我觉得功率是够了，确实非常响亮，但在日常使用中，我会推荐你把音量控制在70%及以下来获得最佳的聆听效果。触摸板采用磨砂玻璃，支持WindowsPrecisionDriver，尺寸接近几年前非全面屏智能手机的屏幕了，集成了华硕独有的NumberPad设计，点按一下触摸板就可以化身为小键盘，对于Excel这种需要频繁用到数字输入的场景还是很方便的。

just 具身智能

just具身智能和一个做人型机器人/具身智能的朋友交流了一下【四足小狗的意义】像逐际动力、宇树科技这一类四足机器人企业，所面临的主要场景是电厂巡检。我提出的问题是，如果单纯想目前pr中显示的，上几个楼梯，为什么不用导轨+摄像头+边缘盒子的方案？主要的核心在于两点，1.使用了巡检机器人，则工地的布置，行走检修的路线可以获得比较高的灵活度，而不是工厂一直就只能是那个装修和布局。2.机器人的路线可以有差别，从而实现摄像机的不同视角，从而达到更好的拍摄密度，实现更精密的巡检。【解耦+轮足一体】其实机器人也可以和汽车一样实现上下解耦，包括研发线上也是，上半身执行器研究和下半身移动平台研究。理论上来讲，上半身基本是仿人的双执行器。而下半身其实是比较值得考究的。双足的问题就在于仿真和控制效率不高，从而导致功耗较大，但优势在于一些复杂路况的翻越。但是大部分情况下没有这么复杂的路况。而轮胎型其实是功耗比较低的方案，比如北欧的机器人NEO。因此，可以做一款轮足一体的移动平台。轮子放在小腿靠膝盖的地方，在不需要双足驱动的时候把轮子放下来变成轮子底盘。【具身智能的难点-高水平电机，高性能线性执行器】目前主要的难点还是聚焦于两块，一个是高性能线性执行器的设计，这一块类似于人类肌肉、关节形成一个锁定三角从而在人类负载的时候不需要持续做功。另一个就是高性能的电机，主要还是在于瞬时最高扭矩无法达到。从而无法实现一些动作。除非通过一些外接的气动/液压等技术，才能做到一个瞬时释放能量。超级电容器也是一种思路，但是会比较大的损伤电机，就类似于目前电动汽车里轴承的电蚀现象包括这种问题也会反应在执行速度上，指令可以很快，1000hz，但是执行会很慢（类似于你才踏板到汽车启动的一个过程，会有比较大的实质），得到反馈倒不慢，rl能到10-100hz【具身智能的难点】中国5G的基础建设还在进行中，5G基站覆盖面积短衰变大，而具身智能其实需要比较高的5G传输才能实现大模型和具身智能的交互。一旦有信号波动很有可能在执行层面实现误差。因为边缘盒子最多承载几B的模型，而不是几百B的大模型。这个可能是阻碍具身智能实现从B到C比较大的问题。换句话说目前具身智能，只有身，没有具。