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人形机器人下一站:从工厂到家庭,它们将学会“察言观色”

让机械臂像人一样“温柔”地传递物体当机器人能够对人类的情感做出正确反馈,并给足情绪价值时,人类也许会真正拥有一位新朋友。北京大学计算机学院情感与认知智能机器人实验室主任、研究员王韬带领团队成员为具身智能研发情感大模型,让机器人对人类情感进行正确反应。

让机械臂像人一样“温柔”地传递物体

当机器人能够对人类的情感做出正确反馈,并给足情绪价值时,人类也许会真正拥有一位新朋友。北京大学计算机学院情感与认知智能机器人实验室主任、研究员王韬带领团队成员为具身智能研发情感大模型,让机器人对人类情感进行正确反应。

走进实验室,仿佛走进机器人的训练营,这里不仅有网红机器人“天轶”、在蛇年春晚上大放异彩的宇树机器人,还有实验室自主研发的机器人算算、小翅膀等。

人形机器人下一站:从工厂到家庭,它们将学会“察言观色”

北京大学计算机学院情感与认知智能机器人实验室,王韬与搭载了具身智能情感大模型的机器人“算算”交流。新京报记者 王巍 摄

为了更好地训练机器人具备交互能力,王韬在实验室里设置了一间交互实验区。这里用绿幕围起来,四周放置了两组布艺沙发、一台咖啡机和一台洗衣机,“演员”是固定在场地中央可移动机器人骨架上的一条机械臂。记者尝试随意坐在沙发的任意区域,或者站立、蹲下,机械臂都可以将咖啡杯“温柔”地递到记者手上。

机械臂的传递动作更像人的动作,而且它能根据记者的位置递送咖啡杯。王韬说,经过“特训”,机械臂可以避免奇怪的行为和动作,“我们希望未来走进家庭的机器人主动、自然地向人类传递东西,而不是像现在的很多机器人一样,被动地站在那里等待人类从它手中取走东西。”

王韬介绍,交互实验区有三项实验任务,一是机器人与人的非接触式交互,比如人向机器人打招呼,机器人如何回应。二是人与机器人通过物体交互,比如递杯子,“机器人发现人在什么情况下需要杯子,如何更自然地将杯子交给人;人拿到什么程度,机器人应该放手。”

三是机器人与人有物理交互。举例来说,两个人见面握手时,握手的力度、方向、高度以及手的上下晃动都非常自然,互相能够感受到对方的真诚。但在现阶段,机器人与人的握手显得“笨拙”,多为机器人将手伸到固定的高度和位置,人再伸手与其握手,但这样的握手生硬,且机器人的握手力度是固定的。

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“在科幻片里,机器人与人拥抱,机器人温暖地拍一拍人的头,现阶段,这样的场景如果发生在现实生活中,会非常危险。”王韬解释说,目前,机器人不知道用什么力度拥抱人类,拥抱得太轻显得刻板、僵硬,拥抱力度过大则可能对人类造成伤害。因此,王韬和团队的研究方向正是通过多次训练,让机器人与人的交互更具温度和感情。

让机器人摆脱遥控器

“算算”是王韬团队自主研发的一款搭载了具身智能情感大模型的机器人,它的观察十分细致,能在与人聊天的过程中实时检测人的表情/微表情以及心率变化,识别人的注意力情况,还能分析人的人格性格特性,提供更具针对性的情感互动。

比如,当研究人员和算算“吐槽”工作压力大、心情焦虑时,算算认真询问研究人员的工作情况、观察他的各种状态,并给出暖心回应:“你近期有焦虑情绪很正常,这是身体在提醒你要多关照自己……”王韬说,让机器人具备察言观色的能力,需要以情感和认知技术作为支撑。“我们研发情感认知技术或模型的目的,是让机器人变得更聪明、更有情商,更好地为人服务。机器人最终需要服务人,要实现这一目标,情感和认知技术无法回避。”

实验室里还有各种各样机器人厂家提供的遥控器,它们是机器人“入营”前的标配。“入营”训练后,机器人将摆脱遥控器,根据任务需求,自主、智能地移动,还可以通过“听”或“看”跟着人走,这些都为机器人走进家庭奠定基础。

以“天轶”为例,“天轶”不仅能听从指令自行移动到指定地点,还能进行跟随行动——只见研究人员拿出印有二维码的小旗,接收到出发指令的“天轶”会“看”着小旗前进,还能完成躲避障碍物、转弯等动作。不久前,研究人员还将“天轶”带出实验室,在校园里溜达。“现在机器人还是跟着二维码小旗,很快它就能不用看二维码,直接跟着小旗走了。”王韬介绍。

不过,“天轶”也有淘气的时候。记者采访时,“天轶”在没收到指令也没有标志小旗的情况下,自顾自地在实验室里溜达起来,还避让了其他机器人。见此情景,王韬笑着提醒同事:“大家检查下原因,我们不仅要知道怎么让机器人摆脱遥控器,也要知道它意外自主运动的原因。”

追问1:具身智能发展面临哪些瓶颈?

拥有更接近人类情感、思维的人形机器人何时能走进千家万户?专家学者就此分享了各自的观点。

上海交通大学力学系副教授马道林认为,目前具身智能行业处于早期发展阶段,“实验室研究已经能够向工程落地迁移,不过并未完备地解决工程落地面临的全部问题。”如果以人的成长来类比人形机器人的发展,马道林认为,现阶段有些人形机器已经站起来学会走,但有的走不稳,有的还不会跑,“整体来看,人形机器人还是一两岁的小孩子。”

北京大学计算机学院前沿计算研究中心助理教授、研究员董豪认为,具身智能的“大脑”已经是中学生甚至大学生水平,“具身智能能够用海量的互联网数据来训练‘大脑’,但其‘小脑’训练不足,尚处于婴儿时期。”

日前,北京人形机器人创新中心发布了全球首个通用具身智能平台——慧思开物。在当天的发布会上,创新中心总经理熊友军表示,具身智能行业发展面临瓶颈和制约。

第一个瓶颈体现在本体性能方面。“目前有的机器人移动能力较差,速度较慢,只适合在平地或有限的环境中运行。”还有的机器人可靠性和稳定性较差。“我们经常看到机器人可以跳舞、表演,但是要真正让它长时间可靠运行,比如跑马拉松,可能会面临关节发热、摔倒等平时想不到的问题,这些都是本体性能不完善的体现。”

第二个瓶颈是具身智能数据的缺乏,尤其是高质量具体数据。第三个瓶颈是机器人泛化能力较低。也就是说,机器人或具身智能在单一环境、任务中有较好的表现力,但是若环境发生变化,比如从商业环境转变为家庭或工业环境,机器人可能会遇上新问题。

针对上述问题,北京人形机器人创新中心推出一系列解决方案,比如发布通用机器人平台——天工,并对架构体系进行多次升级迭代。在数据稀缺方面,创新中心发布了首个具身智能数据集方案,计划建立人形机器人世界上规模最大、信息最稠密、最通用的高质量具身智能数据集。

追问2:服务家庭,人形机器人还要具备哪些技能?

目前,已有越来越多的人形机器人到工厂“打工”,多台、多场景、多任务的人形机器人协同实训展开,将推动工业人形机器人从单机自主向群体智能进化。工作场景从工厂转向家庭,人形机器人还需迈过哪些门槛?

王韬认为,目前人形机器人的运动、控制能力出色,最需要解决的是让机器人了解站在它对面的人在想什么、需要什么、如何主动自然地进行服务,这就是机器人与人的交互能力。“当面对服务型人形机器人时,我们总会希望像与人交流那样和机器人沟通,这就要求机器人具备交互能力,了解人的想法,以便更好地服务于人。”

马道林认为,人形机器人在硬件设计方面仍有很大改进空间,也有较大降本空间。要实现智能控制,需要在AI算法、训练AI模型方面持续发力。目前,人形机器人最基本的技能是用腿或轮子“走路”,这是它的运动能力。“如果按照我们期待的那样,让人形机器人具备完备的工作能力,它们还需要拥有一双能够灵巧、精细控制的手。我认为,手上的作业能力是具身智能人形机器人落地的关键,也是行业发展的终极竞技场。”

熊友军表示,人形机器人最终应该在国民经济和国计民生方面发挥重要战略价值。“它需要融合手、眼、腿、脑的能力,不仅可以在危险、有毒、有害或者人不愿去的地方发挥价值,还需要升级人机交互、感知、意图识别、执行规划等各方面的能力。”

追问3:未来的人形机器人什么样?

多位专家学者表示,具身智能发展迅猛,现在的人形机器人正从蹒跚学步走向稳步前行。在其“骨骼”、大脑、小脑更加完善的同时,研究者们正同步赋予机器人像人一样的身体机能。

未来的人形机器人什么样?马道林认为,目前大多数人形机器人尚未具备良好的触觉感知和触觉控制能力,“具身智能要将AI和机器人结合起来,关键在于让机器人能够自己感受周围的三维物理世界。”感受三维物理世界包括两大感知模态,即视觉和触觉,目前绝大部分机器人仅能解决“看”的问题,对于感受周围的物理世界还处于非常早期的阶段。

马道林从事具身智能的触觉感知研究,“现在,我们将触觉传感器和触觉感知的研究推进到与人的感知能力相近,甚至个别指标可以超越人的感知能力。从这个意义上讲,我们的触觉研究已经做好让机器人实现应用的准备。”

触觉对于走进家庭、医院、养老院的人形机器人有多重要?举例来说,机器人搀扶病人、老人,如果没有灵敏的触觉,就无法感知应该用多大的力度,可能会用力过猛让人受伤。再比如,人形机器人给家里各类电器插电源时,需要触觉去感知细微变化,否则很容易插不准,导致电源损坏。下一步,马道林将研究让机器人能灵敏地感知温度。

在王韬的研究中,机器人被赋予了情感大模型,它们更加聪慧、善于观察。它可以是倾听者、心理疗愈师;可以根据人的情绪和性格调整做事风格,让人更感温暖;可以是全能的家政服务人员;还可以是商业领域的好助手、服务行业的好客服、安全领域的好专家。“从人类的期待来说,人形机器人研发应该从对人服务和交互角度多发力,如果我们不把对人服务和交互纳入机器人训练大模型,最终就无法拥有真正的服务机器人。”王韬说。

新京报记者 吴婷婷

编辑 白爽 校对 薛京宁

本文来自网络,不代表冰河马新闻网立场,转载请注明出处:http://lcvt.cn/19536.html

作者: wczz1314

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