關(guān)聯(lián)回顧

（原創(chuàng)）全圖說機器人的發(fā)展歷史

（原創(chuàng)）全圖說機器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展歷史

（原創(chuàng)）全圖說機器人倫理的發(fā)展歷史

（原創(chuàng)）波士頓動力的Atlas最近又亮瞎了雙眼

機器人專家先給你配上第三只手

波士頓動力唯一的商業(yè)明星

在波士頓動力目前產(chǎn)品銷售目錄上，就兩款產(chǎn)品。你沒聽錯，就兩款產(chǎn)品：一款是一個相貌平平?jīng)]腿沒腳，依賴輪子在平坦地面滑行，并且只通過一個機器單臂移動貨物的倉儲機器人Stretch。還有一款就是Spot，也就是我們熟知的機器狗。Stretch是迄今為止，最不波士頓動力的機器人了，因為波士頓動力公司擅長的可是雙足和四足擬態(tài)機器人?。∥覀兘裉彀呀裹c移到另外一款商用機器人Spot身上，好好聊聊這款經(jīng)常給我們玩花活兒的明星機器狗。

Spot的商業(yè)答卷

2022年，Spot算是給波士頓動力交上一份馬馬虎虎的商業(yè)答卷，在35個國家地區(qū)賣出了超過1000 臺，這是從2020年6月份賣出第一臺Spot以來的一個巨大的飛躍。

在2022年這一年中，Spot 累計完成：

• 步行了14,500 公里，相當(dāng)于從波士頓動力的總部步行到南極。

• 完成了數(shù)千次任務(wù)。

• 覆蓋大約545 公里。

• 現(xiàn)場檢查了工廠、發(fā)電設(shè)施、建筑工地等超過130,000 項工業(yè)資產(chǎn)。

• Spot的手臂撿起10,000 個物體并打開了7,000 多扇門。

波士頓動力，成立于1992年，聽起來有些不可思議，Spot既然是波士頓動力銷售的第一款商用機器人。如果以一家商業(yè)機器人公司的維度來衡量波士頓動力的話，這家公司成立28年后，才賣出第一臺商業(yè)機器人，算是極度不及格的那種。成績確實有些難堪，何況，至今為止，波士頓動力仍是一個無比燒錢的公司，自行運作上完全達(dá)不到收支平衡。

不過話題還是收回來，來聊Spot吧。

Spot商用之路的糾結(jié)

Spot其實轉(zhuǎn)商用也是一種無奈之舉。如果我說Spot一開始并不是為商用考慮的，你相信嗎？

故事還要從波士頓動力成名的四足軍用機器人大狗BigDog說起，大狗項目最早創(chuàng)建于2005年，由國防高級研究計劃局（DARPA）資助。項目初衷定位為機器人騾子，能夠在傳統(tǒng)車輛無法通行的崎嶇地形中幫助托運軍備物資。單純從運動性能來看，這個重達(dá)110公斤，載重180公斤的機器騾子在復(fù)雜地形表現(xiàn)不俗。BigDog被稱為“世界上最雄心勃勃的腿式機器人”不是沒有原因的：它的設(shè)計指標(biāo)就是即便負(fù)重180公斤，也能以每小時 6.4 公里/小時的移動速度，穿梭崎嶇不平、上下坡度高達(dá)35度的復(fù)雜路況環(huán)境。很遺憾，它的硬傷也同樣明顯：汽油動力，噪音太大了，簡直就是移動靶子。

后來應(yīng)DARPA要求，在2010年，波士頓動力又啟動了另外一個項目小狗（LittleDog），與BigDog不同，LittleDog通過安靜得多的鋰電池供電可以運行30分鐘，令人遺憾的是，這個項目又走向了另外一個極端，就是負(fù)重僅能攜帶18公斤。

思來想去，DARPA最后還是終止了這兩個項目。但是這兩個項目著實為后來的Spot開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2016年，波士頓動力推出了Spot。出彩的ID外觀，優(yōu)雅的步態(tài)，還有那個玩得出神入化的機械臂，讓這款機器人很快成為波士頓動力公司的網(wǎng)紅No 1。2018年5月11日，在思考再三之后，首席執(zhí)行官光頭大叔馬克·雷伯特（Marc Raibert）在 TechCrunch 機器人會議 2018 上終于高調(diào)宣布，Spot 機器人已經(jīng)在進行規(guī)?；A(yù)生產(chǎn)了，并準(zhǔn)備在 2019 年投入商業(yè)使用。

到了2019年，波士頓動力又執(zhí)拗猶豫了一年他們的商業(yè)模式到底是出租還是出售。

最終，2020年6月16日，這款明星產(chǎn)品才開始公開在網(wǎng)上銷售。Spot Mini的售價是74500美金，至今未變。

通過這個簡約的歷史回顧，不難發(fā)現(xiàn)，馬克·雷伯特毫無疑問是個出色的科學(xué)家和工程師，但確實也是個糟糕的產(chǎn)品經(jīng)理和銷售。

Spot的技術(shù)參數(shù)

Spot 機器人凈重32.5千克，最大負(fù)載14公斤，長110厘米，寬50厘米，站立身高84厘米。

Spot有4條腿，每條腿的髖關(guān)節(jié)和膝蓋位置都有促動器，以實現(xiàn)每條腿3個自由度（全身12個自由度）的運動：

• 髖關(guān)節(jié) X 軸 (HX)：與垂直方向成 +/- 45 度（與垂直方向成 45 度內(nèi)旋和外旋）

• 髖關(guān)節(jié) Y 軸 (HY)：+/- 91 度，偏離垂直方向 50 度（屈曲/伸展）

• 膝蓋：+/- 14-160 度（彎曲/伸展范圍從 14 到 160 度）

• 最快行進速度每秒1.6米。滿電池典型運動時間可以達(dá)到90分鐘，待機180分鐘。

Spot Mini（簡化版）有5對立體相機，分布在身體周圍，360度視野，視野距離4米，可提供黑白圖像和視頻。如果做一個形象的比喻，Spot Mini就是一個近視眼加色盲。

如果只是一臺Spot Mini，能做的事情是非常有限的，大部分銷售場景里，Spot都需要配備額外的負(fù)載設(shè)備。

Spot的額外負(fù)載設(shè)備

最大負(fù)載14公斤，給Spot帶來了靈活的負(fù)載空間，也可以稱為一個擴展性很強的機器狗。

機械臂Sport Arm

最經(jīng)典的一個負(fù)載設(shè)備就是Spot Arm，一個有6個自由度的8公斤手臂。手臂末端配備夾持器。這只手臂可以干一些基本的體力勞動，比如：抓取、提起、攜帶、放置、旋轉(zhuǎn)和拖拽。具體場景比如它可以開門或者拿起4公斤以內(nèi)的物品，或者在地毯上拖動25公斤的東西。手臂完全伸展可以達(dá)到984毫米。手臂的速度可以達(dá)到每秒10米。夾持器的末端還配備一臺4K的FOV廣角相機和一個LED照明裝置。

這個機械臂，有人喜歡，也有人覺得恐怖。在2018年2月份波士頓動力官方油管頻道上一個工作人員測試想辦法阻止帶著機器臂的Spot開門的視頻，讓很多觀眾覺得毛骨悚然。這種永不放棄的倔勁兒，再配備了一個大鉗子，多少讓人有些擔(dān)心。

在Spot的說明書里，明確寫著：建議機器人處于活動狀態(tài)時，請勿觸摸手臂或者夾持器，遠(yuǎn)離機器人，保持至少3米的安全距離。

彩色攝像機Spot CAM+

除了手臂，負(fù)載配件也可以用來提升Spot的環(huán)境感知能力。別忘了，它的基礎(chǔ)攝像頭只是黑白的。Spot CAM+使用360° 視野的彩色環(huán)形攝像機和具有 30 倍光學(xué)變焦的云臺變焦 (PTZ) 彩色攝像機實現(xiàn)詳細(xì)的目視檢查。而且Spot CAM+還集成了喇叭和麥克風(fēng)，可以用來和現(xiàn)場的人員對話。同時有四對LED燈以確保黑暗環(huán)境下有足夠的流明。

當(dāng)然，很多時候光靠可見光相機，還是達(dá)不到要求，夜間工作場景，或者光線昏暗的一些極端環(huán)境，需要有熱源檢測的紅外探測能力。Spot還支持Spot CAM+IR，也就是在Spot CAM+上再疊加一個集成輻射測量熱像儀。

計算模塊Spot Core

如果對Spot還有進一步的現(xiàn)場計算需求，也就是能高效處理和分析其機載傳感器的數(shù)據(jù)，還可以給Spot加上一個外部計算機Spot Core。內(nèi)置一個6核的Nvidia Carmel ARM CPU，一個384核Nvidia Volta GPU（其中傳感器48核），16GB的內(nèi)存以及512G的額外存儲。同時還安裝了5G/LTE無線模塊，Spot可以把計算的結(jié)果快速傳遞給遠(yuǎn)程的工作人員。

深度雷達(dá)感知EAP 2

如果現(xiàn)場的環(huán)境很廣闊，基礎(chǔ)配置里面的4米以內(nèi)感知就不夠了，為了進一步提升Spot的自治能力，包括深度和準(zhǔn)確性，可以在Spot Core上再疊加EAP 2自主導(dǎo)航激光雷達(dá)提供高達(dá)100米的感應(yīng)范圍和地圖繪制能力，以便做到更好地自主路線導(dǎo)航。

豐富的API定制

Spot還有一項定制能力，就是提供了豐富的API。自 2020 年 1 月 23 日起，任何人都可以通過GitHub獲得 Spot 的 SDK 。它將允許程序員用Python為 Spot 開發(fā)自定義應(yīng)用程序，以執(zhí)行可用于不同行業(yè)的各種操作。

https://github.com/boston-dynamics/spot-sdk

在Github上，開發(fā)者可以找到介紹Spot的概念文檔，Python客戶端庫，額外的有效負(fù)載配件的開發(fā)文檔，Spot API的協(xié)議定義和各種SDK代碼庫。迄今為止，Spot已經(jīng)升級到了3.2.2版本。

Spot的典型工作場景

了解完Spot的技術(shù)配置，讓我們再看一下，它到底都用在了什么場景呢？

第一次商業(yè)化嘗試灰頭土臉，草草收場

第一個Spot的商業(yè)客戶是馬薩諸塞州警察局。Spot成為警局里的機器人警察，并加入了拆彈小組。2019年11月，一個機器警察進入民宅的視頻在互聯(lián)網(wǎng)上傳播開來，立即炸開了鍋，支持方和反對方立場鮮明，吵得不亦樂乎。美國公民自由聯(lián)盟（ACLU）率先表達(dá)抗議，譴責(zé)在警察隊伍中使用通用機器人的巨大風(fēng)險。加州大學(xué)戴維斯分校法學(xué)院教授 伊麗莎白·約翰（Elizabeth Joh ）撰寫了一整篇文章，歷數(shù)在公共安全環(huán)境中部署機器狗可能帶來的潛在危害，比如它的開放 API 幾乎讓任何人都可以對機器狗進行編程。馬薩諸塞州警察局最后實在扛不住輿論壓力，很快就在Spot的90天租期內(nèi)還給了波士頓動力。第一個商業(yè)案例以失敗告終。

機器人的道德準(zhǔn)則 也是警察局的這個案例刺激了波士頓動力起草了一份道德準(zhǔn)則。提到了7點：

1. 我們的動機是對人類和動物的好奇心和尊重。

2. 我們優(yōu)先考慮人機合作中的人為因素。

3. 我們打造值得信賴的機器人。

4. 我們不會將我們的機器人武器化。

5. 我們認(rèn)為機器人的使用必須遵守隱私和民權(quán)法。

6. 我們與美國聯(lián)邦、州和地方政府及其盟友周到地合作。

7. 我們支持制定促進安全和負(fù)責(zé)任地使用機器人的法律法規(guī)。

里面明確說到了3點：1. 不會將機器人武器化；3. 機器人的使用必須遵守隱私和民權(quán)法；3. 支持制定促進安全和負(fù)責(zé)人地使用機器人的法律法規(guī)。算是給公眾吃了一顆定心丸：機器警察和機器士兵，波士頓動力應(yīng)該是不會干了。 機器人舞蹈隊

如果不適合軍警，還有什么場景適合Spot的呢？為了緩解這次機器人警察給公司帶來的負(fù)面影響，波士頓動力啟動了公關(guān)，發(fā)布了一個“Do You Love Me”機器人跳舞視頻，試圖給公眾營造一個可愛的機器人形象。

視頻很成功，確實也達(dá)到了目的。不過也給觀眾烙上了一個印象：這是會跳舞的機器人。在2020 年 7 月 9 日，福岡軟銀鷹隊和樂天老鷹隊的棒球比賽中，一組 Spot在看臺上真的擔(dān)任起拉拉隊來。我們也不能排除有些財大氣粗的娛樂界人士會采購Spot用來做啦啦隊或者舞蹈隊，這種單純的娛樂表演，確實在很多時候會吸引一定的眼球，但到底商業(yè)價值能有多大呢？畢竟，殺雞何須牛刀？

在商業(yè)化嘗試方面，以上兩個“失敗”案例不合適，到底什么才是Spot不可取代的殺手級應(yīng)用場景呢？那就是不適合人類的工作環(huán)境里做例行檢查和應(yīng)對潛在的安全隱患。

在找準(zhǔn)需求場景后，波士頓動力終于用Spot開啟了商業(yè)化成功的大門。我下面舉幾個典型案例：

能源公司Dominion Energy

美國佛吉尼亞州的能源公司Dominion Energy使用Spot來給他們的工廠做例行檢查。如果是人在有潛在輻射的環(huán)境中檢查設(shè)備，需要佩戴防輻射服，有了Spot之后，只要按下“開始”按鈕，Spot就會自動完成整個環(huán)境的巡檢任務(wù)。不僅可以測試輻射水平，還可以測量振動讀數(shù)和溫度讀數(shù)，并進行污染調(diào)查。

Luossavaara-Kiirunavaara AB (LKAB) 基律納礦井

Spot也被用在世界最大的鐵礦Luossavaara-Kiirunavaara AB (LKAB) 基律納礦井中用于安全檢測。為了達(dá)到效果，Spot還配備了氣體傳感器和激光雷達(dá)掃描儀。礦井地形非常復(fù)雜，輪式機器人根本無法勝任，而無人機的操作時間又太短。90分鐘續(xù)航的Spot完美匹配了需求。Spot通過激光雷達(dá)掃描幫助制作采礦隧道的數(shù)字孿生體或三維地圖。并通過氣體檢測來判斷礦坑中是否適合作業(yè)的空氣環(huán)境。因為，不管是礦井還是隧道施工，在連續(xù)挖掘中都必然要使用到炸藥。炸藥爆炸后，隧道和礦井內(nèi)會在一段時間內(nèi)充斥一些有害氣體和灰塵，作業(yè)環(huán)境非常復(fù)雜，Spot可以在每次爆炸后率先沖進去對礦井和隧道情況做第一時間的判斷。

SpaceX的火箭發(fā)射臺檢查

埃隆·馬斯克的SpaceX在其博卡奇卡星艦試驗場使用了一個名為“宙斯”的 Spot，用來檢查充滿冷液氮發(fā)射管的發(fā)射臺及其周圍的“潛在危險”地點。2021年3月，SpaceX發(fā)射的SN10火箭原型在成功著陸幾分鐘后爆炸，“宙斯”就是最先到達(dá)事故現(xiàn)場進行勘查的機器人。

集群完成指定任務(wù)

就在2個月前，波士頓動力又發(fā)布了一個恭賀圣誕快樂的視頻。視頻里三只Spot通過巧妙的疊羅漢方式，將一個裝飾物掛在了圣誕樹的頂端。實話實說，對于最大負(fù)荷14公斤的Spot而言，這種疊羅漢多少有些過度使用，因為單個Spot配備機械臂的重量是40.5公斤，哪怕分擔(dān)一半，疊羅漢下面的兩個Spot也是在明顯超負(fù)荷下工作。不過這個視頻，確實開啟了另外一種應(yīng)用可能：就是多個Spot聯(lián)合完成新的任務(wù)。那么，針對這種集群配合能力，如何開動腦洞，挖掘新的應(yīng)用場景，就讓我們拭目以待吧。