國產(chǎn)人形機(jī)器人突破,！教會人形機(jī)器人如何像人類一樣移動
與遠(yuǎn)在大洋彼岸的特斯拉機(jī)器人使用相同的訓(xùn)練設(shè)備,，Humanoid Robot(上海)有限公司正在使用Xsens動作捕捉系統(tǒng)和ai訓(xùn)練人形機(jī)器人模仿人類運(yùn)動,，執(zhí)行復(fù)雜任務(wù),。
關(guān)鍵要點(diǎn):
人形機(jī)器人市場正在快速擴(kuò)張:人形機(jī)器人市場將在未來大幅增長,，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)推算該市場將從2023年的13.2億美元增長到2035年的約380億美元,，這顯示出人形機(jī)器人市場強(qiáng)勁的增長趨勢,。
機(jī)器人精度的進(jìn)步:由于運(yùn)動捕捉技術(shù)和人工智能學(xué)習(xí)算法的獨(dú)特串聯(lián),，現(xiàn)代人形機(jī)器人越來越多地以高精度模仿人類運(yùn)動,。
動作捕捉技術(shù)的作用:動作捕捉技術(shù)被用于通過實(shí)時捕捉和復(fù)制人類運(yùn)動來精確訓(xùn)練機(jī)器人,。
Humanoid Robot公司的成功:通過利用Xsens運(yùn)動捕捉技術(shù)，提高機(jī)器人精度和各種工業(yè)任務(wù)的能力,，Humanoid Robot公司在人形機(jī)器人開發(fā)與制造方面表現(xiàn)出色,。
機(jī)器人技術(shù)中的人工智能和可擴(kuò)展性:AI與Xsens可擴(kuò)展運(yùn)動捕捉相結(jié)合，使機(jī)器人能夠從人類數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí),，適應(yīng)不同的環(huán)境,，并不斷提高性能。
人形機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與重大進(jìn)展
機(jī)器人一詞最早是由捷克作家卡雷爾·恰佩克在20世紀(jì)20年代引入的,，用來描述看起來和行動像人但僅用于從事繁重勞動的個體,。在最近的歷史中,，無論是在科學(xué)還是科幻小說中，人類的思維都被機(jī)器人迷住了,。我們追求創(chuàng)造模仿或超越人類能力的機(jī)器來完成任務(wù),，無論他們的結(jié)構(gòu)簡單或復(fù)雜，這已經(jīng)給我們帶來了很大的進(jìn)步,。
人形機(jī)器人行業(yè)是2024年增長最快的行業(yè)之一,，截至目前，其市場份額高達(dá)13.2億美元,，預(yù)計(jì)將在2035年達(dá)到380億美元,。特斯拉、Ubitech,、英偉達(dá)(Nvidia),、波士頓動力(Boston Dynamics)等主要公司一直在向我們展示他們的智能機(jī)器人，這些鮮活的案例迅速彌合了曾經(jīng)被認(rèn)為是科幻小說中的情節(jié)和今天的現(xiàn)實(shí)世界,。
在不久的將來,，機(jī)器人有望執(zhí)行更加廣泛的任務(wù)，從疊衣服到操作復(fù)雜的機(jī)器,。雖然家務(wù)助理和機(jī)器人急救人員仍在開發(fā)中,，但科幻和現(xiàn)實(shí)之間的差距正在逐步縮小。這些機(jī)器人變得更加直觀,、適應(yīng)性更強(qiáng),、更像人類,。
現(xiàn)代人形機(jī)器人不僅更接近人類,，而且還能非常精確地模仿人類的動作。這種快速進(jìn)步的關(guān)鍵是它們能夠通過通常被稱為人類影子的過程實(shí)時向人類學(xué)習(xí),。動作捕捉技術(shù)在這一過程中起著至關(guān)重要的作用,。它是這樣工作的:一個人多次執(zhí)行任務(wù)，而他運(yùn)動的每個細(xì)節(jié)都使用動作捕捉技術(shù)仔細(xì)捕捉,。在遠(yuǎn)程操作的過程中,，機(jī)器人在人旁邊執(zhí)行相同的操作，通過記錄的運(yùn)動數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)如何移動,，并使用人工智能和深度學(xué)習(xí),，引發(fā)未來移動的所有可能選項(xiàng)。通過分析人類運(yùn)動的數(shù)據(jù),，可以訓(xùn)練這些機(jī)器人提高它們的靈活性和協(xié)調(diào)性,，使它們?yōu)楝F(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用做好更充分的準(zhǔn)備。
為了制造能夠模仿人類行為的人形機(jī)器人,，該公司選擇了Xsens運(yùn)動捕捉訓(xùn)練和改進(jìn)機(jī)器人動作的技術(shù),。這種合作使該公司取得了重大進(jìn)展,。
精確運(yùn)動數(shù)據(jù)的重要性
數(shù)據(jù)精度在訓(xùn)練人形機(jī)器人時至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊憴C(jī)器人精確復(fù)制人類運(yùn)動的能力,。即使是運(yùn)動數(shù)據(jù)中的微小錯誤也可能導(dǎo)致錯誤處理或損壞機(jī)器人,，特別是需要精細(xì)運(yùn)動技能的任務(wù)或機(jī)器人與人類的交互。初始數(shù)據(jù)中的任何不準(zhǔn)確都會加劇學(xué)習(xí)中的錯誤,，導(dǎo)致低效或不精確的操作,。
考慮到這一點(diǎn)，在測試了幾個備選方案后,，Humanoid Robot公司選擇了Xsens慣性運(yùn)動捕捉解決方案來完成這項(xiàng)任務(wù),。正如團(tuán)隊(duì)解釋的那樣:
“我們測試了許多不同的動作捕捉解決方案，包括光學(xué)和慣性的,。光學(xué)解決方案有空間限制的問題,，所以我們想使用慣性運(yùn)動捕捉。慣性系統(tǒng)存在漂移問題,，即運(yùn)動數(shù)據(jù)與真實(shí)運(yùn)動不完全一致,。Xsens是唯一沒有數(shù)據(jù)漂移問題的慣性解決方案?！?/p>
這些機(jī)器人目前正在接受各種任務(wù)的訓(xùn)練,，比如處理小物體和精確行走。機(jī)器人能力的一個證明是它在物體識別和轉(zhuǎn)移方面的精細(xì)工作:“我們可以控制機(jī)器人完成從大豆中挑選紅豆的精細(xì)工作,?！?/p>
人工智能和動作捕捉:完美的伙伴關(guān)系
人形機(jī)器人學(xué)習(xí)過程的第二個關(guān)鍵方面是人工智能。
正如Humanoid Robot公司所指出的那樣,，動作捕捉和人工智能技術(shù)被協(xié)同使用,，使機(jī)器人具有人類移動、與環(huán)境互動,、自主決策,、感知、識別和智能響應(yīng)外部刺激的能力,。
AI使用動作捕捉的數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型,，幫助機(jī)器人學(xué)習(xí)如何與周圍環(huán)境互動。這個過程的一個關(guān)鍵組成部分是為訓(xùn)練建立一個大的數(shù)據(jù)池——涵蓋廣泛的運(yùn)動模式,、反應(yīng)和解決問題的技巧,。Xsens允許多名穿著Xsens套裝的工人同時執(zhí)行任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)了無限的可擴(kuò)展性,。這些任務(wù)然后被人形機(jī)器人捕獲和復(fù)制,，同時創(chuàng)建一個豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使機(jī)器人能夠適應(yīng)和應(yīng)對不同的情況,。
通過使用Xsens擴(kuò)展數(shù)據(jù)收集,，機(jī)器人可以非常準(zhǔn)確地模仿人類的行為,，同時動態(tài)地適應(yīng)不同的環(huán)境和任務(wù)。此外,，AI通過從錯誤中學(xué)習(xí)來優(yōu)化這種運(yùn)動數(shù)據(jù),，從而在沒有人工干預(yù)的情況下實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。
正如Humanoid Robot公司解釋的那樣,，ai通過自動標(biāo)注收集的數(shù)據(jù)來進(jìn)一步簡化其流程,，從而顯著提高了訓(xùn)練程序的效率。人工智能和Xsens的高精度動作捕捉相結(jié)合,，使該公司能夠有能力推動可能性的邊界,。
展望未來:迎接機(jī)器人化的未來
Humanoid Robot公司將人形機(jī)器人視為跨行業(yè)的變革性力量?！叭诵螜C(jī)器人有非常大的潛力,，未來在工業(yè)、商業(yè),，最終在消費(fèi)端都會有巨大的需求,。例如，許多國家目前面臨人口老齡化和勞動力不足的問題,。未來的人形機(jī)器人可以很好地解決這些問題,，它還可以創(chuàng)造更多新的就業(yè)機(jī)會，形成新的工業(yè)革命,?！痹摴绢A(yù)測，機(jī)器人不僅會填補(bǔ)勞動力缺口,，還會創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會,，徹底改變整個行業(yè)。
實(shí)現(xiàn)這一未來愿景首先要教會機(jī)器人如何變得更像人類,，Xsens運(yùn)動捕捉技術(shù)在動畫和醫(yī)療保健等領(lǐng)域有典型用途,，如今在教會機(jī)器人如何像人類一樣移動方面同樣發(fā)揮著重要作用,。Xsens憑借其高精度,、可擴(kuò)展性、實(shí)時數(shù)據(jù)處理和在任何環(huán)境下捕捉的高自由度,，滿足了訓(xùn)練人形機(jī)器人的工具的所有關(guān)鍵要求,。
Humanoid Robot公司與Xsens的合作凸顯了高級動作捕捉在塑造未來人形機(jī)器人運(yùn)動方式方面的潛力。結(jié)合AI,，Xsens運(yùn)動捕捉技術(shù)正在幫助該公司在實(shí)現(xiàn)人類長期以來的雄心——按照我們自己的形象制造機(jī)器人——方面取得巨大進(jìn)展,。
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