4月13日，人形機器人半程馬拉松將在北京亦莊鳴槍開跑。當機器人像人一起走上運動賽場、走進工廠開啟“職業(yè)生涯”、走上舞臺開啟首秀，公眾對人形機器人的發(fā)展充滿更多期待。與此同時，研究者們正加大對人形機器人情感、視覺、觸覺等領域的大模型研發(fā)，為人形機器人走進家庭、醫(yī)療機構等服務場景提供可能。
讓機械臂像人一樣“溫柔”地傳遞物體
當機器人能夠對人類的情感做出正確反饋，并給足情緒價值時，人類也許會真正擁有一位新朋友。北京大學計算機學院情感與認知智能機器人實驗室主任、研究員王韜帶領團隊成員為具身智能研發(fā)情感大模型，讓機器人對人類情感進行正確反應。
走進實驗室，仿佛走進機器人的訓練營，這里不僅有網(wǎng)紅機器人“天軼”、在蛇年春晚上大放異彩的宇樹機器人，還有實驗室自主研發(fā)的機器人算算、小翅膀等。
北京大學計算機學院情感與認知智能機器人實驗室，王韜與搭載了具身智能情感大模型的機器人“算算”交流。新京報記者 王巍 攝
為了更好地訓練機器人具備交互能力，王韜在實驗室里設置了一間交互實驗區(qū)。這里用綠幕圍起來，四周放置了兩組布藝沙發(fā)、一臺咖啡機和一臺洗衣機，“演員”是固定在場地中央可移動機器人骨架上的一條機械臂。記者嘗試隨意坐在沙發(fā)的任意區(qū)域，或者站立、蹲下，機械臂都可以將咖啡杯“溫柔”地遞到記者手上。
機械臂的傳遞動作更像人的動作，而且它能根據(jù)記者的位置遞送咖啡杯。王韜說，經(jīng)過“特訓”，機械臂可以避免奇怪的行為和動作，“我們希望未來走進家庭的機器人主動、自然地向人類傳遞東西，而不是像現(xiàn)在的很多機器人一樣，被動地站在那里等待人類從它手中取走東西。”
王韜介紹，交互實驗區(qū)有三項實驗任務，一是機器人與人的非接觸式交互，比如人向機器人打招呼，機器人如何回應。二是人與機器人通過物體交互，比如遞杯子，“機器人發(fā)現(xiàn)人在什么情況下需要杯子，如何更自然地將杯子交給人；人拿到什么程度，機器人應該放手。”
三是機器人與人有物理交互。舉例來說，兩個人見面握手時，握手的力度、方向、高度以及手的上下晃動都非常自然，互相能夠感受到對方的真誠。但在現(xiàn)階段，機器人與人的握手顯得“笨拙”，多為機器人將手伸到固定的高度和位置，人再伸手與其握手，但這樣的握手生硬，且機器人的握手力度是固定的。
“在科幻片里，機器人與人擁抱，機器人溫暖地拍一拍人的頭，現(xiàn)階段，這樣的場景如果發(fā)生在現(xiàn)實生活中，會非常危險�！蓖蹴w解釋說，目前，機器人不知道用什么力度擁抱人類，擁抱得太輕顯得刻板、僵硬，擁抱力度過大則可能對人類造成傷害。因此，王韜和團隊的研究方向正是通過多次訓練，讓機器人與人的交互更具溫度和感情。
讓機器人擺脫遙控器
“算算”是王韜團隊自主研發(fā)的一款搭載了具身智能情感大模型的機器人，它的觀察十分細致，能在與人聊天的過程中實時檢測人的表情/微表情以及心率變化，識別人的注意力情況，還能分析人的人格性格特性，提供更具針對性的情感互動。
比如，當研究人員和算算“吐槽”工作壓力大、心情焦慮時，算算認真詢問研究人員的工作情況、觀察他的各種狀態(tài)，并給出暖心回應：“你近期有焦慮情緒很正常，這是身體在提醒你要多關照自己……”王韜說，讓機器人具備察言觀色的能力，需要以情感和認知技術作為支撐。“我們研發(fā)情感認知技術或模型的目的，是讓機器人變得更聰明、更有情商，更好地為人服務。機器人最終需要服務人，要實現(xiàn)這一目標，情感和認知技術無法回避�！�
實驗室里還有各種各樣機器人廠家提供的遙控器，它們是機器人“入營”前的標配�！叭霠I”訓練后，機器人將擺脫遙控器，根據(jù)任務需求，自主、智能地移動，還可以通過“聽”或“看”跟著人走，這些都為機器人走進家庭奠定基礎。
以“天軼”為例，“天軼”不僅能聽從指令自行移動到指定地點，還能進行跟隨行動只見研究人員拿出印有二維碼的小旗，接收到出發(fā)指令的“天軼”會“看”著小旗前進，還能完成躲避障礙物、轉彎等動作。不久前，研究人員還將“天軼”帶出實驗室，在校園里溜達�！艾F(xiàn)在機器人還是跟著二維碼小旗，很快它就能不用看二維碼，直接跟著小旗走了。”王韜介紹。
不過，“天軼”也有淘氣的時候。記者采訪時，“天軼”在沒收到指令也沒有標志小旗的情況下，自顧自地在實驗室里溜達起來，還避讓了其他機器人。見此情景，王韜笑著提醒同事：“大家檢查下原因，我們不僅要知道怎么讓機器人擺脫遙控器，也要知道它意外自主運動的原因。”
追問1：具身智能發(fā)展面臨哪些瓶頸？
擁有更接近人類情感、思維的人形機器人何時能走進千家萬戶？專家學者就此分享了各自的觀點。
上海交通大學力學系副教授馬道林認為，目前具身智能行業(yè)處于早期發(fā)展階段，“實驗室研究已經(jīng)能夠向工程落地遷移，不過并未完備地解決工程落地面臨的全部問題�！比绻匀说某砷L來類比人形機器人的發(fā)展，馬道林認為，現(xiàn)階段有些人形機器已經(jīng)站起來學會走，但有的走不穩(wěn)，有的還不會跑，“整體來看，人形機器人還是一兩歲的小孩子。”
北京大學計算機學院前沿計算研究中心助理教授、研究員董豪認為，具身智能的“大腦”已經(jīng)是中學生甚至大學生水平，“具身智能能夠用海量的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來訓練‘大腦’，但其‘小腦’訓練不足，尚處于嬰兒時期。”
日前，北京人形機器人創(chuàng)新中心發(fā)布了全球首個通用具身智能平臺慧思開物。在當天的發(fā)布會上，創(chuàng)新中心總經(jīng)理熊友軍表示，具身智能行業(yè)發(fā)展面臨瓶頸和制約。
第一個瓶頸體現(xiàn)在本體性能方面。“目前有的機器人移動能力較差，速度較慢，只適合在平地或有限的環(huán)境中運行。”還有的機器人可靠性和穩(wěn)定性較差。“我們經(jīng)�？吹綑C器人可以跳舞、表演，但是要真正讓它長時間可靠運行，比如跑馬拉松，可能會面臨關節(jié)發(fā)熱、摔倒等平時想不到的問題，這些都是本體性能不完善的體現(xiàn)。”
第二個瓶頸是具身智能數(shù)據(jù)的缺乏，尤其是高質量具體數(shù)據(jù)。第三個瓶頸是機器人泛化能力較低。也就是說，機器人或具身智能在單一環(huán)境、任務中有較好的表現(xiàn)力，但是若環(huán)境發(fā)生變化，比如從商業(yè)環(huán)境轉變?yōu)榧彝セ蚬I(yè)環(huán)境，機器人可能會遇上新問題。
針對上述問題，北京人形機器人創(chuàng)新中心推出一系列解決方案，比如發(fā)布通用機器人平臺天工，并對架構體系進行多次升級迭代。在數(shù)據(jù)稀缺方面，創(chuàng)新中心發(fā)布了首個具身智能數(shù)據(jù)集方案，計劃建立人形機器人世界上規(guī)模最大、信息最稠密、最通用的高質量具身智能數(shù)據(jù)集。
追問2：服務家庭，人形機器人還要具備哪些技能？
目前，已有越來越多的人形機器人到工廠“打工”，多臺、多場景、多任務的人形機器人協(xié)同實訓展開，將推動工業(yè)人形機器人從單機自主向群體智能進化。工作場景從工廠轉向家庭，人形機器人還需邁過哪些門檻？
王韜認為，目前人形機器人的運動、控制能力出色，最需要解決的是讓機器人了解站在它對面的人在想什么、需要什么、如何主動自然地進行服務，這就是機器人與人的交互能力�！爱斆鎸Ψ⻊招腿诵螜C器人時，我們總會希望像與人交流那樣和機器人溝通，這就要求機器人具備交互能力，了解人的想法，以便更好地服務于人�！�
馬道林認為，人形機器人在硬件設計方面仍有很大改進空間，也有較大降本空間。要實現(xiàn)智能控制，需要在AI算法、訓練AI模型方面持續(xù)發(fā)力。目前，人形機器人最基本的技能是用腿或輪子“走路”，這是它的運動能力�！叭绻凑瘴覀兤诖哪菢樱屓诵螜C器人具備完備的工作能力，它們還需要擁有一雙能夠靈巧、精細控制的手。我認為，手上的作業(yè)能力是具身智能人形機器人落地的關鍵，也是行業(yè)發(fā)展的終極競技場�！�
熊友軍表示，人形機器人最終應該在國民經(jīng)濟和國計民生方面發(fā)揮重要戰(zhàn)略價值。“它需要融合手、眼、腿、腦的能力，不僅可以在危險、有毒、有害或者人不愿去的地方發(fā)揮價值，還需要升級人機交互、感知、意圖識別、執(zhí)行規(guī)劃等各方面的能力�！�
追問3：未來的人形機器人什么樣？
多位專家學者表示，具身智能發(fā)展迅猛，現(xiàn)在的人形機器人正從蹣跚學步走向穩(wěn)步前行。在其“骨骼”、大腦、小腦更加完善的同時，研究者們正同步賦予機器人像人一樣的身體機能。
未來的人形機器人什么樣？馬道林認為，目前大多數(shù)人形機器人尚未具備良好的觸覺感知和觸覺控制能力，“具身智能要將AI和機器人結合起來，關鍵在于讓機器人能夠自己感受周圍的三維物理世界�！备惺苋S物理世界包括兩大感知模態(tài)，即視覺和觸覺，目前絕大部分機器人僅能解決“看”的問題，對于感受周圍的物理世界還處于非常早期的階段。
馬道林從事具身智能的觸覺感知研究，“現(xiàn)在，我們將觸覺傳感器和觸覺感知的研究推進到與人的感知能力相近，甚至個別指標可以超越人的感知能力。從這個意義上講，我們的觸覺研究已經(jīng)做好讓機器人實現(xiàn)應用的準備�！�
觸覺對于走進家庭、醫(yī)院、養(yǎng)老院的人形機器人有多重要？舉例來說，機器人攙扶病人、老人，如果沒有靈敏的觸覺，就無法感知應該用多大的力度，可能會用力過猛讓人受傷。再比如，人形機器人給家里各類電器插電源時，需要觸覺去感知細微變化，否則很容易插不準，導致電源損壞。下一步，馬道林將研究讓機器人能靈敏地感知溫度。
在王韜的研究中，機器人被賦予了情感大模型，它們更加聰慧、善于觀察。它可以是傾聽者、心理療愈師；可以根據(jù)人的情緒和性格調整做事風格，讓人更感溫暖；可以是全能的家政服務人員；還可以是商業(yè)領域的好助手、服務行業(yè)的好客服、安全領域的好專家�！皬娜祟惖钠诖齺碚f，人形機器人研發(fā)應該從對人服務和交互角度多發(fā)力，如果我們不把對人服務和交互納入機器人訓練大模型，最終就無法擁有真正的服務機器人。”王韜說。
新京報記者 吳婷婷
編輯 白爽 校對 薛京寧
