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Apptronik如何制造其人形机器人?

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Apptronik cofounders Nick Paine, Jeff Cardenas, and Bill Helmsing pose with their humanoid upper body, Astra.


Apptronik是一家总部位于德克萨斯州的机器人公司,其总部位于德克萨斯大学奥斯汀分校Human Centered Robotics Lab。在过去几年中一直致力于开发一种实用、多用途人形机器人。上一篇文章中介绍了Apptronik致力于制造多用途人形机器人的相关背景和介绍,具体可回顾文章:Apptronik开发多用途人形机器人


通过完全从头开始设计其机器人(名为Apollo),包括电子设备和致动器,Apptronik希望他们能够打造价格合理、可靠且广泛应用的产品。但目前,最成功的机器人并不是通用系统——它们是单任务者,能够很好地完成一项特定任务。一个通用机器人,特别是一个人形机器人,将具有巨大的潜力。但挑战也是巨大的。


那么,关于Apptronik打造Apollo机器人的相关信息,我们(作者,以下简称我)采访了Apptronik的创始人、首席执行官Jeff Cardenas和首席技术官Nick Paine。


IEEE Spectrum:当成功打造了可专注于特定任务的供应链机器人时,为什么还要开发通用机器人?


Nick Paine:这与我们的野心有关。一个专门的工具在一项任务上总是能够胜过一个通用的工具。但是如果你试图解决10项任务,或100项任务,或1000项任务,那么把你的精力集中在一个单一的多功能硬件平台上,用专门的软件来解决无数不同的问题可以更加合理。


你怎么知道已经到了一个转折点 —— 建造一个通用的商业人形机器人在现在看来是能够实现的,而以前不是这样的?


Paine:有很多不同的事情。首先,摩尔定律已经放缓,但计算机的发展方式有助于提高可部署在移动系统上的算法的复杂性。此外,最近还开发了一些新的算法,这些算法在腿部运动、机器视觉和操纵方面取得了进步。随着算法的改进,传感器也得到了改进。所有这些都影响了为非结构化环境设计这些类型的腿式系统的能力。


Jeff Cardenas:我认为,经过了几十年的发展才迎来了正确的时机。作为一家公司,经过多次迭代,我们已经走到了这样一个位置:“好吧,我们看到了我们认为可以构建一个强大、有能力、负担得起的系统的所有部分。” 这仍然是一个开始,但我们现在正处于一个拐点,市场有需求,而我们可以将其推向世界。


The reason that I got into robotics is that I was sick of seeing robots just dancing all the time. I really wanted to make robots that could be useful in the world.
—Nick Paine, CTO Apptronik


为什么你需要为Apollo开发和测试30个不同的执行器,你如何判断第30个执行器是正确的?


Paine:多样性的原因是我们采用第一原则的方法来设计机器人系统。你控制系统的方式确实会影响你设计系统的方式,这会一直影响到执行器。某种类型的促动器并不总是灵丹妙药:每个促动器都有其优点和缺点,我们已经探索了这一空间,以了解物理学的局限性,从而指导我们找到正确的解决方案。


随着专注于打造一个价格合理的系统,您在多大程度上依赖软件来帮助降低硬件成本?

Paine:一些团体试图用软件掩盖廉价、低质量硬件的缺陷 —— 这不是我们采取的方法。我们依靠多年来从第一原则方法构建此类系统的经验。从这类系统的核心需求出发,我们找到了一种解决方案,该解决方案能够实现我们的性能目标,同时与我们以前在这一领域看到的任何解决方案相比,也能够更大规模地生产。我们对我们找到的解决方案非常兴奋。


在这个阶段,您在软件上投入了多少精力?你将如何教Apollo做有用的事情?


Paine:为了让Apollo从根本上发挥作用,我们需要解决一些基本的应用程序。它需要能够走动,使用上半身和手臂与环境互动。这些是我们正在开发的核心功能,一旦这些功能达到一定的成熟度,我们就可以为第三方应用程序开发人员打开平台,在其基础上进行构建。


Cardenas:如果你看看Willow Garage和PR2,他们有一个类似的方法,那就是构建一个坚实的硬件平台,创建一个强大的API,然后让其他人在其上构建应用程序。我们从中学到的一件事是,如果你想实现未来,你必须证明最初的效用。因此,我们正在做的是处理初始应用程序的全栈开发,这将以供应链和物流为目标。


“In robotics, seeing is believing. You can say whatever you want, but you really have to prove what you can do, and that’s been our focus. We want to show versus tell.”
—Jeff Cardenas, CEO Apptronik


Apptronik计划在3月推出Apollo的alpha版,以期在SXSW上为一小部分观众首先揭开其真面目。之后,alpha Apollo将通过试点,在Apptronik收集反馈后,以开发测试版,开始更大规模的部署。该公司预计,这些计划将在2024年底前实现完整的gamma version和全面生产。


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