Punyo：柔软可爱的人形机器人，未来走入家庭、老人院 |CyberDaily

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增强人类，而不是替代人类。

Digit现在可以全天无休在工厂搬货，Ameca拥有了视觉可以在跟人类对话时实时描述周围的情况...人形机器人磨拳擦脚试图进一步跨入人类的活动世界。比如，丰田研究院公布了他们研发的独特人形机器人，它区别于类似特斯拉擎天、figure 01只有灵活的双手外，它还能通过柔软的手臂、配合身体部位抗饮用水桶、操控重物等。

想象下，未来的一个图景，人形机器人帮你提所有在超市买回来的商品，并把它们放入家里。

最近，丰田研究院（Toyota Research Institute, TRI）对外发布一种正研发的独特的人形机器人平台Punyo，目的是扩展增强人类，而不是取代人类能力。具体体现在，其可以帮助人们日常任务中，特别是那些不仅仅需要我们的手和指尖来完成的任务。

据丰田研究院介绍，Punyo的研发集中在利用机器人的手臂和胸部来操纵笨重的物体，这将成为TRI在精细机器人手和夹持器操作技巧上努力的补充。该团队正在开发硬件和算法，让机器人真正有能力帮助处理庞大、沉重、笨拙的物品。

为什么要设计柔软的人形机器人？

据该团队解释道，人类以富有创造性的方式利用他们的身体来操纵周围的世界。想象一下，你如何在一次家庭购物中，将所有的杂货拿回家。你可能会用手臂拿起多个袋子，用肘部开门，然后通过臀部撑开门，边走边搬进屋内。还有其他许多任务，比如举起和储藏大箱子，搬动家具，收集成堆的衣物，都需要利用你的胸部、臂部和其他身体部位。

对人类和机器人来说，拥有柔软有抓力的皮肤，并紧贴身体操纵物体，能让他们更能以较少的力气处理较重的物体。然而，我们常常看到现今的机器人仅用双手携带重物，这种方式效率低下。

Punyo则有所不同，它可以利用整个身体进行携带和操纵，超出了仅用双手伸出去抓握的范畴。

在这次远程操作演示中，Punyo以其手臂和胸部的配合，持握的物品超出了只用双手所能做到的，来看看这个演示视频：

Punyo源自日本文化哲学

柔软、可爱而富有弹性的

据丰田研究院介绍，Punyo是机器人的名字，在日语中，“Punyo”（ぷにょ）意味着柔软、可爱和有弹性。它代表了我们对丰田未来家庭机器人的哲学：安全、有能力，而且是一个愉悦地工作伙伴。这种对机器人的理念可以采取多种形式，激励我们的愿景是一款友好型的人形机器人，在家中安全地面对日常各种任务。

Punyo平台：可以让机器人灵活操作物品

Punyo的手、手臂和胸部覆盖有柔软的材料和触觉传感器，这让它能够感应接触。这样的柔软性质使得Punyo能够更好地符合其操纵的物品，提供稳定性、增加的摩擦力以及均匀分布的接触力。触觉传感使得Punyo能够施加控制力量在物体上，并感应接触（包括预期中和意外中的），对于物体的滑动和碰撞做出反应。触觉传感对于与人交互同样重要。无论是携带重物还是对人体辅助，机器人都应该意识到自己的身体并做出适当的互动。

需要人类远程教育和强化训练Punyo

就如Figure机器人一样在执行任务时，仍然离不开人类远程操作进行强化训练。据了解，Punyo学会使用两种强大的方法进行接触丰富的策略：扩散策略和示例引导强化学习。为了在硬件上直接尝试新任务，并为这些学习流程提供示例演示，该团队正在开发直观的远程操作界面，用于全身技能。去年由TRI宣布的扩散策略使用人类演示来学习鲁棒的感觉运动策略（利用摄像头和触觉反馈）以完成难以建模的任务。示例引导强化学习（EGRL）需要在模拟中对任务进行建模，并有一小组示例来引导机器人的探索。两种方法都生成了利用柔顺性和结合触觉反馈的鲁棒策略。

为了展示核心的全身技能，如抓取和提升，该团队通过游戏手柄控制操作灵活度，我们将独立的手臂升降和每个手臂抓取的开合结合起来，创建单手和双手的抓取，重新抓取以及为提升和抓取中的操纵提供的手臂协作动作。

该团队使用示例引导的强化学习（EGRL）来实现可以在模拟中模型化的任务的鲁棒性操纵策略。为任务提供演示使学习过程更有效，并且让我们能够影响机器人用来完成任务的动作样式。我们运用通常用于让电脑动画角色个性化的对抗性运动先验（AMP），将人类动作的模仿融入到我们的强化学习流程中。

还不够：要向安全高效的人机合作迈进

保障人类安全，让人机协作顺畅也是该团队接下来的行动计划。尽管TRI和其他地方的灵活能力正在急剧增长，但如今的机器人和操纵策略使许多任务和技能触不可及。该团队还需要开发硬件、知识和数据集，为全身操纵与基于抓取器的手部技能并行，以创建一个多样能力的操纵平台。

解开机器人的胸部、手臂和其他身体表面进行操纵，这在机械上是有优势的。结合柔软和摩擦，机器人可以用更少的能量持握和操纵大型物体，增加有效载荷和电池寿命，并实现低成本系统。由于具有柔软性，它可以吸收冲击，无论是为了机器人本身的安全，还是周围人的安全。添加触觉传感，它可以密切监控和控制接触力，导致温柔、复杂、互动性和稳定的操纵。

而Punyo的研发就是要解决这个问题。其在软机器操纵、丰富的接触规划和学习、触觉感知和人机交互方面的专家致力于未来，当中机器人和人类安全、生产力和愉快的并肩合作。

Punyo未来将走入家庭、护理、服务等场所

得益于Punyo柔软、可爱亲近的形象，但不失可以搬运、提拿物体等能力，其未来也会进入家庭、老人院、酒店等服务场所，帮助人们料理家务、照顾行动不便的老人，比如洗衣清洁、搬抬家具、提拿重物、抱扶行动不便的老人、修理后院、酒店清洁、老人院护工等。日本是较早通过机器人进行护理和进入家庭的国家之一，我们在在日本，人形机器人很快成为人类的家庭成员 这篇文章提到，由于老龄化和劳动力短缺，以及文化影响，日本对机器人的接纳度会更快推进人形机器人走入千家万户。

AI涌现和攀升下，Punyo作为一种独特柔软且韧性十足的人形机器人未来可能会成为每个家庭的、老人院的得力助手。尽管现在还是一个半身形象，一旦像特斯拉擎天柱走起来，这个图景不再是一个实验室的产物，我们得做好准备了。