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特斯拉人形机器人“擎天柱”亮相，迈向商业化之路

智东西

作者 | 程茜

编辑 | 心缘

智东西报道，北京时间9月19日，特斯拉在AI Day 2022上展示了一款全身裸露电线的人形机器人“擎天柱”。这款机器人在舞台上挥手致意，标志着特斯拉在人工智能领域取得了重要进展。

去年8月，特斯拉CEO埃隆·马斯克在第一届特斯拉AI Day上首次公布了“擎天柱”的概念图。为了让人形机器人顺利发布，马斯克将AI Day从8月19日推迟了40多天。今年，这款机器人终于从真人扮演者变成了真正的机器人，马斯克的“造人梦”得以实现。

“我们的目标是尽快制造出有用的仿人机器人。”马斯克表示，擎天柱将是一款功能强大的机器人，能够高效地生产数百万台，成本将远低于汽车——不到2万美元。最初，擎天柱将承担一些枯燥或危险的工作，如在特斯拉工厂内移动部件或安装螺栓。未来，它还可能用于家庭，帮助做饭、修剪草坪和照顾老人，甚至成为人类的伙伴或伴侣。

马斯克还透露，擎天柱机器人还将推出“猫女版”。

一、能浇水、送物、流水线工作，6个月推出原型机

完全体的“擎天柱”重73公斤，用电功率在静坐时为100瓦，快走时为500瓦，全身有200多个自由度，手部有27个自由度。马斯克称，一个人形机器人的成本大概在2万美元以内，远低于一辆汽车。

在现场，马斯克展示了工程版“擎天柱”。机器人可以在特斯拉工厂内搬起带有特斯拉标志的箱子，并将其运送到其他地方。它还能拿起水壶，为花草浇水。机器人能够识别和区分不同的物体，并完成一些基本操作，如从工作台上拿起物体并整齐排放。

在过去六个月内，特斯拉人形机器人项目从概念图到原型机的推出，经历了快速的发展。现在，新一代“擎天柱”已经接近完全体。

二、以汽车设计过程为基础，优化调参至机器人平台

“擎天柱”的设计基于特斯拉在汽车设计方面的经验。为了减少能量消耗，特斯拉将人形机器人在空闲时的能量消耗降至最低，只需按下开关即可调节其处于低电量或正常工作状态。

1. 电动和控制系统：擎天柱配备了28个驱动器和2.3千瓦时的电池组，能支持机器人一整天的工作。该电池组将所有电池电子设备集成在一起，包括传感器融合电荷管理等，使其能够高效运行。

2. 基础结构设计：特斯拉优化了机器人的结构基础，使其在摔倒时不会损坏。研发人员借鉴了汽车技术，使机器人在所有组件中产生压力，使其行走更加灵活。

3. 机械驱动系统：擎天柱有28个关节驱动器，设计灵感来自汽车动力系统。研发人员通过模型生成机器人的连接转矩速度轨迹，随后输入优化模型运行。

4. 手部感知系统：擎天柱的手部设计灵感来自生物学，拥有六个执行器和11个自由度，能够抓握大口径和精细物体。

5. 视觉导航系统：擎天柱使用特斯拉电动车的神经网络“占用网络”来识别可行驶区域。研究人员正在改进该技术，使其能够更快、更精准地到达目的地。

6. 行动控制系统：研发人员通过运动计划和控制堆栈生成机器人运动学模型，使其能够在现实世界中保持平衡。通过传感器和现实世界的观察，解决了机器人控制难题。

7. 手部控制系统：研发人员通过生成自然运动参考系统，并将其映射到机器人上，解决了机器人在抓取物体时的位置问题。

三、人形机器人发展仍有无限可能

人形机器人因其技术集成度和难度较高，被视为AI领域的终极形态，未来将成为智能机器人的重要发展方向之一。特斯拉作为第一家将其摆上台面并在控制、步行方面较为稳定的企业，离不开其在自动驾驶领域的多年技术积累。

马斯克认为，特斯拉的工厂“过度依赖机器人”，且在许多任务上，机器人的表现不如人类。因此，“擎天柱”的初始应用场景被定位为替代人类从事枯燥、危险的工作。

总结而言，特斯拉的“擎天柱”不仅展示了其在人工智能领域的技术实力，也为未来智能机器人的发展带来了新的希望。