Optimus的一小步
2021至2022年,机器人重要里程碑
长得跟人很像
马斯克在2021年8月对外宣布Optimus开发计划时,由一位女演员穿著白色连身衣模仿机器人摇摇晃晃地走上舞台。几天之后,特斯拉设计总监范霍兹豪森就召集一群人,开始打造有能力模仿人类行为的机器人。
马斯克下了指令,必须是「人形」机器人。换句话说,它必须看起来像一个人,而不是像波士顿动力或是其他公司开发那种有轮子或四只脚的机器。大多数的工作空间与工具设计,都是为了配合人类做事的方式,所以马斯克认为机器人也应该要接近人类的形体,才能自然地运作。「我们希望尽可能接近人类,」范霍兹豪森告诉会议上的十位工程师与设计师,「但是我们也可以改进人类的能力。」
他们先从手部开始。范霍兹豪森拿起一把电钻,开始研究手指和手掌根如何掌握电钻。一开始大家很自然地以为,手只需要四根手指头,看起来不需要有小指。但是除了外观看起来很怪异之外,没有小指也不太能运作。后来他们决定把小指加长,让手部更有用处。他们也做了简化:每根手指只有两个关节,而不是三个。
另一个改进是加长手掌底部,让手掌能够完全包复电动工具,减轻拇指要负担的力量。如此一来,Optimus手部的功能就会比人类的手更强大。他们甚至考虑更创新的仿生技术,在每个指尖加装磁铁。但后来这个想法被否决了:有太多装置会被磁铁干扰。
或许Optimus的手指可以向外翻,而不只能朝着手掌心方向呢?或许手腕向后弯曲的幅度可以与向前一样。每个人都开始摆动自己的手和手腕,尝试不同动作。「如果机器人要用力推墙,这会很有用,」范霍兹豪森说,「不需要对手指施加压力就能做到。」有人建议增加手部灵活度,让手指可以碰触到手臂,这样手臂就能直接对着某样东西施加压力,不需要用到手。「哇,」范霍兹豪森说,「但是大家应该会被吓死,我们不需要做到那种地步。」
「现在真正困难的部分,」两小时会议即将结束时,范霍兹豪森说,「我们要如何让这个香肠手指变好看?」他开始分派任务,说明在周会上必须向马斯克展示哪些成果。「先想想手指会是什么样子,要如何逐渐变细,尤其是我们加上小指之后。伊隆希望手指变细的线条要比较柔美一点。」
新科学怪人
马斯克和他的工程师发现,人类的身体非常不可思议。举例来说,在某次周会上,他们提到人类的手指不仅能够在物体上施加压力,还能感知到压力。如何最有效率地让Optimus的手指能判断压力?「我们可以观察手指关节致动器的电流,电流会跟施加在指尖上的压力相关。」一位工程师建议。另一位工程师想到,可以将电容器放在指尖,就和触控萤幕的电容器一样,或是将生物识别压力感测器或晶片嵌入橡胶中,甚至是在指尖植入迷你摄影机。「成本上有什么差别?」范霍兹豪森问。最后他们决定,测量手指关节致动器的电流,会是最有效益的做法,因为不需要额外增加其他零组件。
不论行程有多忙碌,马斯克都会想办法参加Optimus的设计周会。2月的某次开会,他人在迈阿密马林鱼队球场的贵宾包厢里,参加已改名为Ye的肯伊。威斯特为新专辑《东妲二》( Donda 2)举办的试听派对。马斯克和饶舌歌手佛伦奇。蒙塔纳(French Montana)以及里克。罗斯(Rick Ross)站在一起,一边吃着塔可,一边讨论加密货币。就在这时,他收到幕僚阿富夏的简讯,提醒他晚上九点要开Optimus会议。马斯克拨电话加入会议,并打开摄影镜头,无意中让Optimus团队从背景中看到派对的实况。Ye的贵宾们好奇地看着马斯克在房间里来回踱步,不停摆动双手,讨论需要安装多少致动器,才能让Optimus的双手有足够的灵活度。「它要能从任何角度拿起一枝铅笔。」马斯克说。团队成员可以看到背景里有位饶舌歌手点点头,也开始摆动自己的双手。
有时候Optimus会议会偏离主题,导致开会时间超过两小时,因为马斯克总会有各种大大小小的想法。「或许可以让机器人的手臂交替用不同的工具。」某个人建议,结果被马斯克否决。在另一次会议上,他问机器人脸部是否要加上萤幕。「只需要具备显示功能,」马斯克说,「不需要是触控萤幕,但是你们应该要在远端知道它正在做什么。」所有人一致认同这是个好点子,但是不需要第一代Optimus就具备这项功能。
会议上的讨论常常会激发马斯克对未来的幻想。团队准备了一段模拟影片,显示Optimus在火星殖民地工作的情形,结果开启了冗长的讨论:火星上的机器人是要自行运作,还是会有人类监督?范霍兹豪森想办法把讨论拉回地球。「我认为火星模拟影片很有趣,」他插话说,「但是我们应该制作一支影片,模拟机器人在我们的其中一座工厂工作的情形,也许是执行我们不想做的重复性任务。」在另一场会议上,大家开始讨论是否可以把Optimus放在Robotaxi的驾驶座上,这样就能符合车上必须有一位驾驶的法律要求。「你们还记得原版的《银翼杀手》电影有做过类似的事情吗?」马斯克说,「最近推出的电玩游戏《电驭叛客》也是。」他很喜欢将科幻小说中的虚构场景变成真实。
至于其他想法,似乎更多是受到马斯克大脑的边缘系统中搞笑的一面所影响。「或许我们应该把充电线插进屁股,」开会时,他开玩笑地说。大笑几声之后,他自己否决了这个提议。「这个玩笑因素(giggle factor) 太多了,」他说,「对人类来说,身体上的洞是很重要的。」
「这让我想到《新科学怪人》( Young Frankenstein),」他在某次会议上说,他指的是梅尔。布鲁克斯执导的讽刺电影,「史诗级的作品。」这让大家开始更认真地讨论如何避免机器人变成怪物,这正是马斯克投入人工智慧与机器人领域的初心。在某次会议上,他开始仔细检查「停止命令路径」(stop command path),这个设定让人类握有控制机器人的最终权力。「绝不能发生某个人可以进入母体,恶意控制机器人的情形。」他说,所以这台机器人不会使用任何电子讯号,以免被骇客入侵。他也引述艾西莫夫的机器人定律,开始拟定能让人类战胜「致命机器人大军」的行动策略。
马斯克一方面想像未来,他的重点仍是让Optimus变成一门好生意。2022年6月,团队完成了一项模拟任务:机器人拿着箱子在工厂内走动。马斯克很满意,他的说法是:「我们的机器人会比人类更努力工作。」他开始相信Optimus会成为特斯拉的主要获利来源。他告诉分析师,「Optimus人形机器人未来有可能比汽车业务还重要。 」
考虑到未来的获利潜力,马斯克开始要求Optimus团队制作详细的报表,列出他们希望机器人具备的功能,以及量产所需的成本。举例来说,其中一张试算表列出了人类手腕可以做出三种动作:让手部上下挥动、左右移动或是转动。根据工程师计算,如果要达到其中两种「自由度」,每一只机器人手腕的造价是712美元。如果要达到三种自由度,就必须额外增加致动器,每只手腕的成本会提高到1,103美元。马斯克开始仔细研究自己的手腕如何动作、使用到哪些肌肉,他觉得很神奇。他决定机器人应该拥有和人类一样的能力。「我们需要三种自由度,所以我们必须思考如何更有效率地做到这个目标,」他说,「这个设计很糟,看起来太吓人了。就用我们在汽车安装的升降式车门致动器,我们已经知道怎么用更低的成本制造这个东西了。」
每周他都会查看最新的时间表,一再表达强烈的不满。「假装我们是一家快要烧光资金的新创公司,」他在某次会议上说,「快一点,再快一点!只要错过任何一个日期,就要特别标明。所有坏消息都要大声说出来,而且要常常说。好消息只需要小声说,而且说一次就好。」
学走路
团队面临最大的难题之一,是如何让Optimus走路。当时X快要满2岁,也正在学走路,马斯克开始比较人类和机器如何学走路。「一开始小孩会使用平足走路,之后才开始学习用脚趾走路,但是看起来还是很像猴子,」他说,「还要再过一段时间,他们才能像大人一样走路。人类走路的步伐其实非常复杂。」
3月某次周会一开始,团队播放了一段影片,庆祝他们达成重要里程碑:「在地面的第一步!」到了4月,他们成功征服了下一个阶段任务:让Optimus拿着箱子走路。「但我们还不知道要如何协调手臂和腿部的动作,才能让机器人保持平衡。」某位工程师说。其中一个问题是,机器人必须转动头部才能看到周遭环境。「如果我们安装好几个摄影机,」马斯克建议,「就不需要转动头部。」
7月中某次设计会议上,马斯克带了一些玩具,其中一台机器人的眼睛会跟随人类移动,另一台机器人会跳霹雳舞。他相信我们可以从玩具学到很多事。过去,玩具模型车就让他想到可以用大型压铸机制造汽车;乐高积木也让他明白精密制造的重要性。现在Optimus就站在工作坊的中央,由龙门吊架支撑着。Optimus缓缓绕过他身边,放下手中的箱子。随后马斯克拿着摇杆控制器,引导Optimus拿起箱子、交给范霍兹豪森。Optimus完成任务之后,马斯克轻推它的胸部,看它会不会跌倒。稳定器发挥了作用,它还稳稳地站着。马斯克点头表示赞赏,然后录了几段Optimus的影片。「伊隆拿出手机拍影片时,你就知道,你让他刮目相看了。」特斯拉高阶主管莫拉维说。
后来马斯克宣布,他们要举办公开发表会,对外展示Optimus、全自动辅助驾驶系统和Dojo。「这些努力,」他说,「都是为了完成开发通用人工智慧的重大任务。」发表会时间定在2022年9月30日,地点在特斯拉帕罗奥图总部,取名为「第二个人工智慧日」(AI Day 2)。设计团队设计了一款活动标志:Optimus将纤细漂亮的手指碰触在一起,比出一个爱心。
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1 如果某个科学理论看起来太荒谬,不值得认真看待,就可以说这个理论的「玩笑因素」太高。