人形机器人正在学习很好地摔倒
波士顿动力公司精明的市场营销人员上周制造了两次重大机器人新闻。其中较大的一次是自然而然地由电动Atlas的发布造成的。当我写这篇文章时，不到40秒的视频正稳步接近500万次观看。一天前，公司宣布原始液压Atlas将在推出十年后被淘汰，这让社区的人们感到心疼。
随附的视频是庆祝老款Atlas从DARPA研究项目发展成为一个令人印象深刻的灵活的双足机器人之旅。然而，一分钟之后，氛围发生了变化。最终，“告别Atlas”不仅是一场庆祝，也是一个笑料片段。这是一个受欢迎的提醒，每当机器人在视频上成功着陆时，就会有数十次滑倒、摔倒和故障。
我一直支持这种透明度。这是我希望从机器人世界看到更多的东西。简单地展示精华片段对投入到获得这些镜头的努力是不公平的。在许多情况下，我们谈论的是花费了多年的时间进行试验和错误，使机器人在摄像机上看起来很好。当你只分享积极的结果时，你正在设立不切实际的期望。双足机器人会跌倒。在这方面，至少他们和我们一样。正如Agility最近所说，“每个人有时候都会摔倒，我们如何重新站起来才能定义我们。”我会再进一步说，学会如何摔倒也同样重要。
该公司新任首席技术官Pras Velagapudi最近告诉我，看到机器人在工作中摔倒其实是件好事。“当机器人真正在现实世界中做实际工作时，意外事件是不可避免的，”他指出。“你会看到一些摔倒，但这是在真实环境中学习如何长时间运行的一部分。这是可以预料的，也是你不在进行策划的迹象。”
快速浏览哈佛大学关于无伤害摔倒的规则，反映了我们作为人类对摔倒的直觉理解。
- 保护你的头部
- 利用你的重量来控制你的倒下。
- 弯曲你的膝盖。
- 避免带其他人一起去。
至于机器人，去年IEEE Spectrum发布的文章是一个很好的起点。
波士顿动力公司首席技术官亚伦·桑德斯去年告诉该出版物：“我们不害怕失败 - 我们不把机器人当成会一直坏掉的东西。”“我们的机器人经常摔倒，我们很早就决定，我们需要建造可以摔倒而不损坏的机器人。如果你能经历这个推动机器人失败的过程，研究失败并加以改进，你就可以使机器人不再摔倒。但是，如果你建造一个围绕永远不摔倒的机器或控制系统或文化，那么你永远不会学会你需要学会的东西，使你的机器人不再摔倒。我们庆祝摔倒，即使是让机器人摔坏的摔倒。”
在我与波士顿动力公司首席执行官罗伯特·普莱特在电动Atlas发布前的交谈中，也提到了跌倒的话题。值得注意的是，短视频从机器人处于俯卧位置开始。机器人的腿围绕起来的方式非常新颖，允许系统从完全平躺的位置站起来。乍一看，几乎感觉公司在炫耀，只是用这种花哨的动作来展示极其强大的定制执行器。
"这将有非常实际的用途，"普莱特告诉我。"机器人会摔倒。最好能够从平躺的姿势起身。" 他补充说，从平躺的姿势起身的能力也可能对充电有用。
波士顿动力在摔倒方面的许多经验都来自于Spot机器狗。虽然四足机器人的形态通常更稳定（正如几十年来在视频中试图踢倒机器人但未能成功），但Spot机器人在实际工作条件下的工作时间远远超过其他类型的机器人。
“Spot每年在工厂车间里大约行走7万公里，每月进行约10万次检查。”普莱特补充道。“它们确实偶尔会摔倒。但要有能力自己站起来。希望能够降低跌倒率，我们已经做到了。我认为我们每行走100-200公里才会摔倒一次。跌倒率确实变得很小，但确实会发生。”
Playter补充说，公司对其机器人一直都很“粗暴”。“它们会摔倒，但必须能够生存下来。手指不能掉下来。”
观看上面的《阿特拉斯》镜头取景时，很难不对机器人投射出一点人类的同情心。它看起来确实像一个人一样摔倒，尽可能把肢体拉近身体，以保护它们免受进一步伤害。
2019年，敏捷公司为Digit添加了手臂，讨论了它们在跌倒中的作用。联合创始人乔纳森·赫斯特当时指出：“对我们来说，手臂既是穿越世界的工具之一，比如摔倒后起身、挥动手臂保持平衡，或推开一扇门，同时也可以用来操作或搬运物品。”
我在今年早些时候的Modex中与敏捷性讨论了一下这个话题。一年前，在一次会展上，有一个数字机器人摔倒的视频在社交媒体上流传开来。“尽管在大约20个小时的现场演示中成功率为99%，Digit在ProMat仍然摔了几次，” 敏捷性在当时指出。“虽然没有证据，但我们认为我们的销售团队安排了这一切，以便他们可以谈论Digits快速更换的臂和耐用性。”
与Atlas视频类似，公司告诉我，类似胎儿姿势对保护机器人的腿部和手臂是有用的。
该公司一直在使用强化学习来帮助倒下的机器人自行起立。在上面的视频中，敏捷关闭了Digit的避障功能，强制它摔倒。在视频中，机器人利用双臂尽量减轻摔倒的冲击。然后利用其强化学习技术，回到一个熟悉的位置，再通过机器人俯卧撑的方式站起来。
人形机器人的主要卖点之一是它们可以嵌入现有的工作流程中-这些工厂和仓库被称为“棕地”，意味着它们并不是为自动化而定制建造的。在许多现有的工厂自动化案例中，错误意味着系统有效地关闭，直到有人介入为止。
Playter说：“拯救一个类人机器人并不是一件简单的事情，”并指出这些系统很重，手动恢复正常可能会很困难。“如果它自己不能站起来，你打算如何做？”
如果这些系统真的要确保持续的自动化，它们需要稳中求胜，出了问题能迅速恢复。
“每次Digit摔倒，我们都会学到一些新知识，”Velagapudi补充说。“在双足机器人技术方面，摔倒是一个很好的老师。”
