如果你是个科幻迷,那你对科幻作品中的喷气背包、会飞的汽车,还有电影异形系列中瑞普利大战外星人女王时所操纵的“外骨骼机器人”——机动装卸机(Power Loader)一定不陌生。虽然机器人的发展还没能让前两者成为现实,但虚构的机动装卸机——瑞普利的“机器人外衣”——终于不再是模型,而且它的规模和“力量”远超电影中的工程机器人。

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这款机械人名叫Guardian GT,来自Sarcos Robotics。无论从哪个方面评价,它都是一款令人震撼的机器人。Guardian GT有着长达2.13米的双臂,运动起来却像人类手臂一样灵活,动作非常流畅精准,没有丝毫“机械感”,完全颠覆了人们对机械的负面印象。每支“手臂”能举起约227千克,还能转动,“娴熟”地操纵细小脆弱的物件。Guardian GT一动,就让人有种奇异的感觉,既让人着迷又令人不安。

目前,机器人技术所面临的一大问题就是操作问题。对人类而言,从桌子上拿起一张纸,只是个很简单的动作,没什么了不起的。但是机器人冷冰冰的金属手指,要做出这个动作就会显得很笨拙。不管机器人力气有多大,很多机器人的灵巧程度远不及人类。

但是Guardian GT有几个优势,让它在灵巧程度上胜过很多机器人。首先,它在运动方面是与人“等效的”,也就是说,它的设计是跟人的身体类似的、比例相当。因此,操纵者控制的是人体等比例放大的机器人。“立体相机与机器人肩膀之间的距离,与人眼睛与肩膀之间距离是成比例的。”Sarcos机器人公司的CEO Ben Wolff说。机器人肩膀于手肘、手肘与手腕之间的距离跟人体相应部位也是成比例的。“因此,操纵者在操作过程中会觉得很自然。运动等效的概念能让没有任何训练的操作员在使用的过程中操作自如。”

除此之外,机器人的设计包括了力度反馈,这样操作员在操作过程中能够借助机器人的手掌(只有3根手指),感觉到“触感”和“重量”。这个设计很符合逻辑,设想一下,假如你要拿起一个水杯,拿起来的过程中,你一直能看见水杯,却没有触感,这估计会很难。有了力度反馈,操纵员在机器手接触到物件时有“手感”,即使是开关和按钮这样的小物件也能感觉得到。机器手甚至能用指尖轻轻一弹,把电箱盖子打开。

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Guardian GT在灵活性上比其他类人机器人更有优势,也因为它是Sarcos定制的。Sarcos没有从机器人公司甲买“机械手掌”(末端效应器)装到机器人公司乙买来的机械臂上,Guardian GT的全定制也让它动起来时,整体流畅度高。

操作员用机械臂举起500千克重的铁管,看起来毫无压力,但实际上并非如此。

“如果操作的过程完全是机器在使力,操作员没有感受到重量,那操作员可能有点摸不着北。因此,我们给机械臂加了一点重量。”

——Wolff

他的意思是,机器臂会给操作员一些“阻力”。“假如机器臂举起了500公斤,操作员可能感受到5斤的重量。”(其他机器人在做出类似动作时,可能有些“手抖”,但Guardian GT动作很流畅。这是因为Guardian GT上有特殊的驱动器,至于特殊在哪里,当然是商业机密。)

假如建筑工地上有这样一个机器人,下图中举起两根大铁管,装到一起的工作就可以交给一个操纵员。这样,就不需要有五六个工人来做这种“体力活”,他们就可以去做一些更需要人“灵巧性”的工作(比如比较精细的体力活)。虽然将体力活交给一个人来做,需要提高“协调性”,但是Guardian GT的存在已经减轻了很多负担。

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这个机器人还有一个特别之处:在工作的过程中,它离不开操作员,操作员一直都有控制权,“掌控”着机器人。这或许就是未来重型工业的工作模式。在建筑和农业方面,美国一直面临着劳动力短缺问题,机器人的进步正好能填补这个空缺。或许以后,建筑工地上可能会有自动拖拉机,田野上也有收稻谷不用弯腰的机器人。而在可预见的未来,或许我们会跟机器人并肩工作,而不是说机器人会完全取代人类劳动力。

所以说,“机器人的到来,就是人类劳动力的末日。”这样的说法也太夸张了。

“我觉得,我们会看到越来越多的自动化和人工智能的出现,但是,工作的主力还是人类自己。我们要做的就是找到那些能最有效利用机器人的人才。让机器人能发挥最大的效用,也让人们发挥自己的优势——智慧和判断力。”

——Wolff

由于工作环境、或者作业规模的原因,有些工作确实是超出人类的能力范围。由于Guardian GT配有履带或者轮子,它可以作为人类的替身,到危险的地方去展开作业。试想一下Guardian GT在对人体有潜在危害的的环境下的作用:帮助人类探索未知的环境;停用核能发电厂,需要作业等等情况。Guardian GT的灵活性使得它能像人类手掌一样“操纵”物件,能控制阀门、按钮等等。

而且,假如真有一天,外星人来了,或许可以用来与外星人大战。不过笔者希望这种功能没有用上的一天....

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