2022年8月11日，小米的雷軍發布了CyberOne（鐵大）全尺寸人形機器人，而2022年9月，馬斯克就將發布特斯拉人形機器人擎天柱（Optimus），這兩個產品讓略顯沉寂的人形機器人市場掀起不小的波瀾。

小米人形機器人鐵大（CyberOne）2022年8月11發布

　　雷軍和馬斯克，其實是人形機器人市場的後來者，在他們前面有兩個著名的人形機器人公司：日本本田的阿西莫ASIMO、美國波士頓動力的ATLAS，這兩個公司在人形機器人領域已經耕耘了30年，但是卻不約而同的遇到了中年危機，阿西莫2022年3月宣布落幕，而波士頓動力已經先後三次被谷歌、軟硬、現代等不同的公司买下。是擺脫不了“長江後浪推前浪，前浪死在沙灘上”的宿命嗎？南瓜君簡單說一下結論：人形機器人市場在過去的30年裏，一直是一個不斷投入而沒有產出的行業，沒有商業利益的回報，即便是谷歌這樣的公司也耗不起。

特斯拉人形機器人擎天柱（Optimus）預計2022年9月發布

　　馬斯克的特斯拉是何許人也？他是目前的世界首富，2022年1月的財富超過3000億美元（近2萬億人民幣），旗下有特斯拉、Space X太空探索技術公司、Star Link星鏈等公司，每一個公司都是行業翹楚。

　　反觀小米，憑借一部手機，闖進了世界500強，創始人雷軍2022年，以117億美元財富位列《2022年福布斯全球億萬富豪榜》第163位。所以我們要爲小米闖入人形機器人這個賠錢的賽道喝彩，相信小米也是看到了人形機器人背後的技術價值，通過它孵化出來的技術，將爲小米汽車等產品注入澎湃的動力。

　　扯遠了，話說回到今天的主角：波士頓動力（Boston Dynamics）。

　　一、波士頓動力發展簡史

　　作爲一家已經發展了30年的公司，在它的發展道路上有太多值得書寫的事件，我們簡單梳理一下：

• 波士頓動力公司由馬克雷伯特在1992年在美國麻省理工學院創立。

波士頓動力公司創始人：馬克雷伯特（Marc Raibert）

• 波士頓動力初期的發展得益於美國軍方的資助，公司的著名產品波士頓機械狗是由美國國防高等研究計劃署（DARPA）出資，替美國軍方开發的四足機器人。

• 在2013年12月13日，波士頓動力公司被Google收購。

• 2017年6月9日，軟銀以不公开的條款收購Google母公司Alphabet旗下的波士頓動力公司。

• 2020年12月12日，現代集團宣布以11億美元收購波士頓動力，不過收購完成後軟銀將繼續通過附屬公司持有波士頓動力20%的股份。

• 2021年6月，現代宣布正式從軟銀手中收購波士頓動力公司的控股權。

• 2022年8月15日，韓國汽車公司現代汽車（Hyundai）與其旗下的機器人公司波士頓動力（Boston Dynamics）宣布將在馬薩諸塞州劍橋市（Cambridge, Mass）共同成立BDAII（Boston Dynamics AI Institute,波士頓動力人工智能研究所），其目標是“引領人工智能和機器人技術的進步”。現代汽車與波士頓動力將共同爲這個項目提供超過4億美元的啓動資金。波士頓動力的創始人馬克雷伯特（Marc Raibert）是整個項目的負責人，波士頓動力的首席科學家阿爾裏茲（Al Rizzi）將擔任首席技術官。

　　波士頓動力七年換了三任東家，其主要原因就是該公司的機器人遲遲未能實現商業化。研究專家稱，波士頓動力公司似乎一直在嘗試兩條不同的道路。一條是圍繞Spot和Stretch這類機器人的商業道路，另一條則是獨立的完全專注於Atlas的技術研究道路。

　　二、波士頓動力機器人發展史

　　早期的（1980~1995）波士頓動力公司的創始人馬克雷伯特聯合卡內基梅隆大學、麻省理工學院做了基礎性技術研究，並开發了一些單足、兩足和四足機器人。



波士頓動力早期機器人



波士頓動力早期機器人



波士頓動力早期機器人



波士頓動力機器人發展簡史圖

1. 波士頓動力四足機器人

　　人們初次被波士頓動力驚豔，始於2008年發布的BIGDOG大狗“被虐”視頻，話不多說，看圖：

2008年 波士頓動力BIGDOG大狗穩定性測試

穩定性測試，動作粗魯看着不爽

　　機械狗項目是由美國國防發展研究項目局出資資助。希望研制一種能夠負重的機械騾，能夠和士兵一起在傳統機械車輛無法行駛的粗糙地形上協同作战。

　　它沒有車輪或者履帶，而是採用四條機械腿來運動。機械腿上面有各種傳感器，包括關節位置和接觸地面的部位。它還有一個激光回轉儀，以及一套立體視覺系統。

　　機械狗有一米長，0.7米高，75千克重，幾乎相當於一頭小騾子的體積。能夠以每小時5.3公裏的速度穿越粗糙地形，並且負載154千克的重量。它能夠爬行35度的斜坡。

2012年 四足機器人LS3

　　LS3是波士頓繼大狗之後，在2012年推出的一款新型四足機器人，主要是幫士兵運送物品，燃料足夠的情況下能徒步32公裏，能自動循跡跟隨士兵，並且可以全自主導航到設置目的地，基於GPS信號定位並可實時避开障礙物。相比大狗，LS3體型更爲龐大，負載能力更強，移動速度也快，實用性也有大幅提升。

　　在實战測試中，大狗因爲極大的噪音（燃油發動機）和有限的使用時間等無法克服的現實問題，最終沒有採購。

在阿富汗战場使用驢子運輸物資

在阿富汗战場使用驢子運輸物資

波士頓動力初代BIGDOG大狗

Wild Cat野貓機器人 2013年 前身是Cheetah獵豹機器人

獵豹機器人 28英裏/小時（合48公裏/小時）

　　渾身插滿電纜的獵豹機器人在實驗室可以達到48公裏/小時的速度，而野貓機器人也完全繼承了速度這一點，它在戶外可以達到32公裏/小時，並且擁有多種運動姿態，包括小跑、跳躍、快跑，平衡度非常高，宣稱是世界上運動速度最快的四足機器人。

2015年 四足機器人SPOT

　　Spot是波士頓動力公司在 2015年推出的一款四足機器人，其高度約爲 0.94 米，重量約爲 75 公斤，可背負 45 公斤的有效負載進行自由行動或奔跑，並且不管是抓取能力還是爬坡能力都很優秀，同時是波士頓機器人中最靜音的一款。

Spot Mini 這個穩定器咋樣

Spot Mini 你瞅我看啥？我瞅你咋滴！

Spot Mini 尬舞

Spot Mini 拉車

　　SpotMini在2017年推出，其重量僅爲25kg，是波士頓四足家族中最爲靈活的機器人，同時跟Spot的靜音程度上不相上下，mini擁有一副加裝機械爪，可以利用其开門，上下樓也非常輕松，還能“拉車”，辦公室、戶外和家庭都可以運作，目前已被用於商用。

　　2、波士頓動力雙足人形機器人

　　2009年波士頓動力推出PETMAN人形機器人，這個站在機器人研究金字塔尖的神奇“物種”一路飛速進化，剛出場時其形象還人不人鬼不鬼，在滾動履帶上甩着兩條扭曲的大長腿，隨後不僅外觀越來越炫酷，而且新技能不斷刷新人類認知。

2009年初代PETMAN

2009年初代PETMAN

　　早在2009年的時候波士頓動力雙足人形機器人原型機Petman亮相，這時只有兩條腿，需要拖着電纜在履帶上晃晃悠悠地行走，它的“受虐之路”也正是由此开始。

2013年初代Atlas原型機

　　2013年，初具人類外形的Atlas原型機亮相，這時的Atlas已經能夠在碎石堆上行走，受到的“虐待”也變得更殘酷，它不僅要“金雞獨立”，還要承受大擺球的撞擊。

　　這段視頻發布兩個月後，波士頓動力被谷歌收購。在人工智能領域，谷歌收購了大量的創新創業企業，其中DeepMind和波士頓動力備受業界關注，因是AlphaGo（阿爾法狗）橫掃圍棋界，該人工智能系統的締造者正是DeepMind。此項收購完成後，谷歌隨後即終止了波士頓動力的軍事合同，同時這次收購也使谷歌开始涉足機器人產品領域。

2016年Atlas面世

Atlas“百虐成剛”

Atlas雪地行走

Atlas雪地行走

　　時間到了2016年，也就是波士頓動力被谷歌收購後的第三年，我們所熟悉的那個Atlas終於正式亮相。它的外觀已與現在會跑酷、會跳舞的Atlas無異。但這時的Atlas仍是個“嬰兒”，尚在蹣跚學步階段，走路踉踉蹌蹌，動作也不連貫，像極了一個半夜裏走在回家路上的醉漢。

　　下面的幾個動態圖片，將給你展示Atlas的驚人能力：

Atlas測試：根據二維碼追蹤物體

Atlas測試：後空翻

Atlas測試：當然，不是每一次都成功

Atlas跳過障礙，連續登上台階

Atlas測試：管子漏了

Atlas這段跑酷怎么樣

Atlas戶外測試：跳過障礙

Atlas測試：戶外奔跑

2020年，學會了新技能：跳舞

　　看完了Atlas的這幾條條視頻，可能會感覺Atlas在六年的時間裏面進步沒那么明顯。比如，在2017年的時候Atlas就能夠在台階之間跳躍，還能進行後空翻。一年後，它又學會了一邊跑步一邊躍上幾層台階。在這樣的成長軌跡下，Atlas學會“跑酷”似乎也是理所應當的。然而，Atlas實現這一系列動作背後的基本過程已經發生了巨大的改變。

Atlas和它的兄弟們

　　最初的Atlas由人進行遙控，控制它的行走方向。如果想要它完成某項挑战（比如跑酷或跳舞等），需要提前對各種動作進行動態捕捉，然後將捕捉到的動作連成可執行的程序。這時的Atlas只是機械的完成相應的任務，而並沒有與環境產生互動。

Atlas行動路徑規劃

　　在Atlas最近的這次跑酷中，研究團隊已不需要提前對它的行動進行規劃。在跑酷之前，研究團隊爲Atlas提供了一張高級地圖，其中大致描述了它的行動路线和相應位置應該做出的動作。跑酷過程中Atlas利用這些信息來爲自己導航，並且它可以對環境進行感知，根據實時感知到的數據自主規劃整個行動以完成挑战。

Atlas行動路徑規劃

　　Atlas執行的每個動作都源自其行爲庫中的動作模板，它可以根據目標情況自主從庫中選擇相應的動作執行。跑酷過程中，Atlas的模型預測控制器（MPC）會調整其發力、姿勢、動作發生時機等細節，來應對環境、腳滑等各種可能實時出現的因素。這意味着研究人員不必爲Atlas的行動逐個調整細節，它的控制器就可以做到。

Atlas行動路徑規劃

　　並且，MPC還允許Atlas跨行爲邊界預測下一步的行動，比如它知道了這次跳躍後是一個後空翻後，就可以自動地創建從一個行爲到下一個行爲的過渡，使每一步動作都自然的連貫起來。

Atlas搭載的TOF深度相機生成的點雲圖

　　現在，Atlas可以利用頭部的RGB攝像頭和TOF深度傳感器獲取更加全面的環境信息。TOF深度傳感器以每秒15幀的速度生成環境的點雲（point clouds）。點雲是大量測距結果的集合，Atlas獲取到環境的點雲後，它的感知軟件會利用一種稱作多平面分割（multi-plane segmentation）的算法從中提取平面，並輸入到一個映射系統中，構建出Atlas看到的不同對象的模型。

　　這就相當於爲Atlas構建了一張3D地圖，Atlas跑酷過程中正是基於它構建的這個模型來規劃路徑，計算每一步的落腳點。

Atlas計算機路徑規劃

三、波士頓動力的團隊

　　1、波士頓動力創始人，機器狗之父—馬克雷伯特（Marc Raibert）

馬克雷伯特（Marc Raibert）

　　“我愛機器人，我的長期目標是讓機器人像動物和人一樣運動自如。而在我看來，這需要全面的开發設計，包括硬件、軟件以及運動行爲，只有三者達到協調，才是一款我心目中的機器人。”

馬克雷伯特在TED上演講並展示spot mini機器狗

　　2017年，馬克雷伯特帶着機器狗登上TED舞台。這是雷伯特爲數不多的露面，此前，他更喜歡藏在波士頓動力動輒點擊量數百萬的視頻後面。比起商人，他像一個潛心學術的學者。年輕時埋首機器人研究，再擡頭時一輩子居然就那么過去了。

　　30年前，波士頓動力成立；13年前，上傳了第一條機器人視頻；12年前，雷伯特才开始出現在報刊媒體的報道中；3年前，才开始商業化轉型賣產品；2020，spot mini機器狗才开始接到訂單，此時的雷伯特已經70歲了。

馬克雷伯特和雙足人形機器人Atlas

　　2022年8月15日，韓國現代汽車（Hyundai）與他收購的波士頓動力宣布共同成立BDAII（Boston Dynamics AI Institute,波士頓動力人工智能研究所），波士頓動力的創始人馬克雷伯特（Marc Raibert）是整個項目的負責人。

馬克雷伯特（Marc Raibert）和Spot mini

　　BDAII將是獨立於波士頓動力公司的一個研究所，可以自由地專注於具有前瞻性的研究道路，而不用憂心機器人長久以來難以商業化的問題。雖然這些研究目前沒有直接體現出商業價值，但是它們極具商業潛力，從某個角度而言，這些研究衍生出的技術將在未來產生巨大的價值。

　　該研究所的四個核心技術工作領域爲：認知AI（cognitive AI）、體育AI（athletic AI）、有機硬件設計（organic hardware design）、機器人道德和政策（ethics and policy）。

　　2、雙足機器人Atlas團隊

　　Atlas團隊負責人Scott Kuindersma稱Atlas是波士頓動力在液壓驅動的人形機器人領域十多年來工作的結晶，爲該團隊提供了一個研究平台。而Atlas團隊的工作便是讓這個平台不斷地突破極限，來做他們能想象的到的最瘋狂、最激動人心的事情。

Atlas團隊負責人Scott Kuindersma

　　與其他的任何項目或試驗一樣，Atlas從步履蹣跚的走路，到學會跑酷都是團隊合作的成果。目前，Atlas團隊共有4個小團隊，分別是軟件團隊、硬件團隊、技術團隊和運營團隊。

Atlas團隊在錄制雙足機器人“跑酷”視頻

　　對於波士頓動力的各個團隊而言，其發布的每條視頻都是他們在過去幾個月或一年所做的工作的總結，代表着他們過去這段時間內的工作到達了一個新的頂點。因此，每當有視頻要拍攝的時候都是全員參與。

　　爲了讓視頻效果更好，他們准備了四台Atlas機器人，其中兩個作爲“演示機器人”，外觀要盡量保持幹淨整潔，另外兩個作爲“試驗機器人”，用於开發和測試新行爲，承擔了大部分的跌落，以至於全身傷痕累累。

用於測試新行爲的Atlas機器人

結語

　　波士頓動力公司於1992年成立，第一收購是在2013年被谷歌收購。四年後，2017年谷歌將波士頓動力公司出售給了軟銀集團。在軟銀旗下，波士頓動力的四足機器人Spot上市，相關的Spot Explorer套件爲軟銀創造了超過3000萬美元的收入。2020年，軟銀又將波士頓動力公司出售給了現代汽車公司。

波士頓動力七年換了三任東家，其主要原因就是該公司的機器人遲遲未能實現商業化。波士頓動力公司創始人雷伯特的“至理名言”是：“沒經歷至少25年潛心研究的機器人產品，不足以商業化。”

　　研究機器人，對時間，不敏感。波士頓動力花了30年打磨出震驚世界的機器狗Spot、人形機器人Atlas，給未來的智能機器人开了個好頭。希望後來者小米們、特斯拉們能將這個產業發揚光大！

本文作者可以追加內容哦 !