如何评价波士顿动力后空翻机器人及其关键技术 | 产品解读 | 机器人

Boston Dynamics公司首席执行官、创始人马克·雷伯特（Marc Raibert）认为，机器人将比以往任何技术创新（包括互联网）更能撼动人类。雷伯特表示：“我碰巧相信，机器人技术会比互联网更强大。互联网让每个人都能接触到世界上所有的信息。而机器人技术让你能够接触和操纵世界上所有的东西，所以它不仅仅局限于信息，而是包含万物。”

近几年BD的产品还是很多的，包括Handle、SpotMini、Atlas、Spot、LS3、WildCat、BigDog、SandFlea和RHex。

BD是Marc Raibert（Marc Raibert - Wikipedia）离开MIT LegLab之后创立的公司，Marc Raibert于1980年在CMU（美国卡耐基梅隆大学）创建了Leg Lab，1986年离开CMU，去了MIT，直到1995年。1992年，他创建了Boston Dynamic，a simulation and robotics company。在创建公司之后，他们服务过包括美国国防高级研究计划局（DARPA）在内的很多军方机构，甚至获得了国防部几千万美金的投资。此时，BD与Gill Pratt有分不开的联系，Gill Pratt是Marc Raibert的学生。而Gill Pratt是前DARPA机器人挑战赛的负责人，因此BD一直得到DARPA的投资也是情理之中。BD于2013年被谷歌收购，但是2016年传出丰田要接手谷歌旗下的BD的消息（丰田接手谷歌旗下波士顿动力６大原因 -百家号），这个时候Gill Pratt离开了DARPA，是丰田研究院（TOYOTA Research Institution，TSI）的负责人。后来消息不了了之。2017年，BD被软银（SoftBank）收购。

近日，BD放出的一段后空翻机器人视频刷爆朋友圈：

技术解读：Atlas属于Limbed system的一种类型，难点并不是后空翻这个动作，难点是在后空翻前的运动规划和接触地面后的控制（例如如何保持平衡，如何控制接触力等）。Atlas最为关键的是动力学建模，一般根据Lagrangian和Newton and Euler建立模型。在空中运动过程中，Atlas无法改变运动，但是可以改变姿态，也就是后空翻或是前空翻等复杂动作，只要在落地之前完成动作即可，当然跳以前也需要做步态和运动等的规划。无论是什么样的接触面，Atlas与地面接触时的瞬间接触力是非常大的，因此对电机有非常高的要求，BD很聪明，选用了液压伺服控制。若是电机的话，可能分分钟爆掉。即使是液压伺服控制，也要考虑主动或是被动柔顺的控制。在空中的时间设计尤为重要，若是时间较短，Atlas完不成空翻动作；若是时间较长，Atlas需要不停地调整姿态，以保证在接触地面前做好平衡的动作。

看看近年来各方都是如何评价波士顿动力公司以及后空翻机器人带来的影响吧：

1.这家公司一直都是有军方背景的。其最开始的项目就是和美国系统公司（American Systems Corporation）一起为美国海军空战中心开发培训系统。而现在该公司也一直都有美国海陆军、DARPA等军方的合同和赞助。

2.这种玩意儿一旦美国用于军用，中国军人数量的优势就没了，无论人数和装备都处于劣势，再想想美国而战时候恐怖的生产能力。细思极恐。

3.波士顿动力还是一如既往的释放令人炫目的控制技术，为无‘’数高校研究所指明了下一步的研究方向，堪称教学界的明灯。工业圈的兄弟抬起头来看看波士顿动力，只是“哦”一声，表示知道了。之后继续埋头用“落后技术”与客户死磕，解决一个又一个实际生产问题。

4.作为人型机器人领域的PhD，最直观的感受就是受了一万点暴击，非常的Depressed，觉得自己整天做的都是些什么东西。（我目前在做3自由度pitch方向弹跳单腿的设计与控制，人家Atlas已经做到了整机机器人卓越性能的弹跳与运动控制。虽然液压与电机有所区别）

5.波士顿动力的狗狗机器人在Marc Raibert的《Legged Robots That Balance》这本书里有非常详细的原理介绍， 我读了这本书以后还做过一个仿真paulyang1990/toy_code。基本上弄明白了狗狗机器人的原理，大部分相关领域的PhD应该都能做到这一点。人形机器人行走的模型和狗狗机器人也差不多，同样原理很好理解。但是波士顿动力新的Atlas，则已经超出了大部分人的理解范围，怎么驱动、怎么建模、控制器是怎么实现的，难以一下看出背后的原理。

6.“看到这个非常绝望， 上一代petman国内还可以说举国之力拱一拱追个七八成， 这一代。。。算了吧，大家洗洗睡了，爱怎么地就怎么地吧， 以后就和cpu一样， 等国外开始淘汰了，直接copy技术来个国产老技术就ok了。”

7.“这个新闻简直是对我们这帮国内控制方向从业者造成了一万点暴击。妈的，想想自己搞得辣鸡玩意根本无地自容。国内还停留在围绕lyapunov方程造公式的阶段，连设计图都还没底稿，别人已经飞机大炮锤你脸上来了，这游戏怎么玩嘛。想想本校的上春晚的跳舞机器人，卧槽，真的丢人……”

8.“作为今年投了Humanoids的学生，感觉确实很受震撼，一方面感叹BD的水平确实高的令人发指，另一方面确实自己实验室的水平还差的远。

9.足式机器人全世界最厉害的公司，但是研发的这些产品商业化比较难。比如说四足机器人，负载大的燃油+液压的方案BIGDOG噪音太大，美国军方都没采用。小型电驱动的 spot mini 负载太小，只能做个高级玩具。这是一家属于未来的公司，不属于现在。

10.某教授提到这家公司时的表现，首先他很肯定BD的成果，表示自己从来没有见过像Atlas这样平衡能力极强，并且可以被击倒后用动态姿势起身（类似于鲤鱼打挺那种弹起，而不是静力作用起身）的人形机器人，还肯定了BD上传的视频全都是真实的，虽然不确定再现性，但是所有的功能都是确实实现了的——大量工作组上传的视频都是速度修改或做过后期重新剪辑的，BD的功能展示基本都是一镜到底。但是令他咬牙切齿的是（他说的时候真的很激动），他与他的同事曾和BD打过很多次交道，但是对方拒绝任何形式的学术共享，也不公开任何实验数据，google在2013年的时候收购了该公司，但很快就决定出售它，并且表示没从他们公司得到任何技术信息，基本就是无意义的收购。估计是因为该公司和美国军方有合作关系，所以出于保密性要求，所以拒绝共享。

最后教授很纠结地说视频上看多数人形机器人该有的缺点，他们做的也有，他不认为有团队可以做出比Atlas还好的人形机器人，但是如果有的话也只能是BD自己。

11.我参与设计的机器人，刚刚实现了摔倒然后recovery的功能，勉强赶上了之前BD 的demo的水平，现在这个视频一出，实验室正在搞跳跃的师弟心态都要崩了。国内仿人机器人的路确实还远。”

12.“本来还觉得国内和美帝差距越来越小，现在觉得有种差距越来越大的绝望。不过不知道这个机器人跳障碍物是不是特定的平面障碍物才能跳？如果是general的障碍物都毫无问题，那真是有种你们都是虫子的绝望。。。”

13.“这个后空翻太稳定了，对国内机器人控制研究带来巨大冲击。。。。。”

14.“虽然我不是（做）这方面的，但是我还是隐约感到了一丝绝望与恐惧。”

15.宇树科技CEO王兴兴则表现出另一种状态，表示这是一个令人兴奋的事情，并表示明年初可能也会开发机器人的跳跃程序。

参考资料

波士顿动力机器人后空翻动作背后的技术浅析：http://tech.163.com/17/1120/08/D3M0Q5SQ00097U7T.html

波士顿动力是一家什么性质的公司?

：https://www.zhihu.com/question/48160959

如何评价波士顿动力公司推出的机器人Handle？

：https://www.zhihu.com/question/55390619

波士顿动力发布机器人新动态，一边是围观者刷屏的狂欢，一边是工程师深深的绝望

：http://tech.ifeng.com/a/20171117/44766797_0.shtml