斯坦福實驗室開創多用途機器人,驚喜不斷

工業機器人有時會與人隔開,並被置於籠子之後,原因是擔心其無情的鐵爪和足以碾碎骨頭的力量。

“我們正試圖將研究與現實世界聯繫起來,”該中心主任史蒂文·考辛斯(Steven Cousins)說,該中心位於斯坦福大學工程學院大衛·帕卡德大樓的地下層。

該中心匯聚了來自斯坦福以及世界各地的機器人專家,還有計算機程序員、航空航天工程師和衆多其他科學家,他們共同構思並製造出能夠從事從輕柔地爲一個人洗澡到潛入 1000 公里深的沉船等各類工作的機器人。

在新的機器人中心成立之前,斯坦福存在一系列各自獨立工作的實驗室,烏薩馬·哈提卜(Oussama Khatib)表示,他數十年的研究助力製造出了類人機器人 OceanOneK,其能夠抵達任何血肉之軀都無法到達的深度。

“如果我們想要進入現實世界……我們就需要聯合起來,”哈提卜在談及該中心的跨學科方法時說道,他的黑色西裝外套與他的一頭白髮形成了鮮明對比。如同他周圍的機器人一般,他不停地活動着,他的胳膊和手像實驗室裡的機器那樣比劃着。

在一條長長的白色走廊的兩側,從地板到天花板的玻璃窗使人能夠瞥見機器人驅動的未來。

在這種地方,要是在入口處逗留太久,說不定就會有一名瑞士研究生帶着一隻像伯爾尼山犬般大小的四足行走機器人從您身邊飛速掠過。

在一組窗戶後面有一間彷彿直接從宜家目錄裡搬出來的臥室,只不過有帶輪子的機械臂在四處移動,撿起散落的衣服和玩具,然後隨意地將它們扔進箱子裡。

一位研究人員坐在椅子上,一隻配備叉子的機械臂小心翼翼地挑選蘋果片遞到她嘴邊。

該中心主任考辛斯表示,在家庭護理價格高昂且供不應求之時,這類智能助手或許有朝一日能夠助力人們的日常活動。

另一個項目是新中心已經在不同領域的研究人員之間促成的那種合作。

它叫 BatheBot,是機器人專家科西瑪·杜·帕斯奎爾和計算機科學家詹妮弗·格蘭南的智慧成果。

這款家庭護理機器人運用靈活的手指狀夾具和經過精細校準的傳感器,以合適的壓力抓取清潔布,做出清潔動作,以期有朝一日能爲那些自己洗澡有困難的人服務。

手指狀的夾具跟該中心總部入口附近展示的幾十年來那種笨重的金屬虎鉗差別很大。

其他機器人被設計成能夠爬進狹窄空間,並且展開由太空時代材料製成的手臂上的爪子,用於像採礦或維修這類艱苦工作。

有些機器人藉助類似靴子的外骨骼來加快行走速度,看上去就像剛從《星球大戰》裡的機器人身上掉下來似的,還配有閃爍的燈光和擺動的電線。

在對人工智能的興奮熱潮中,一些機器正在接受訓練,從人類的行爲裡學習,比如 H1 類人機器人,它疊襯衫和穿鞋的本事已經相當厲害了。

“正在發生的一件大事是圍繞端到端學習所產生的這種興奮,”或者向機器人展示如何完成一項任務,並對其編程,使其通過示例進行學習,加州大學伯克利分校教授肯·戈德堡說道,他教授機器人技術和自動化,且未參與斯坦福大學的該中心。

他說,要讓機器人從頭開始正確學習完成一項任務,所需的數據量可能令人望而卻步。相反,他贊成“良好的老式工程與這些學習方法相結合”。

例如,他正在努力對醫生操作的現有手術機器人進行修改,以在諸如縫合等精細手術過程中幫助其保持穩定的操作。

像戈德堡的工作一樣,斯坦福實驗室的許多應用都是醫療方面的。

考辛斯說,有一個項目使用比嘀嗒糖還小的金屬裝置,在操作者用磁鐵引導下,在人體動脈模型中穿梭。這項工作可以提供一種微創的方法來分解血凝塊,以預防或治療中風。

其他人正在使用配備傳感器的機械臂對假病人進行超聲檢查,使用的觸摸反饋就像一個微調的 Xbox 控制器,這能夠實現更多的遠程醫療操作。

哈提卜說,這種突破能夠使較小的診所對病人進行遠程治療。

哈提卜最近在地中海深處駕駛 OceanOneK 機器人時,該機器人上就有類似的感官反饋技術。他的團隊從一個羅馬時代的沉船中打撈物品,並探索了自二戰以來一直躺在深海的船隻。

他回憶起,這是幾十年來頭一次“觸摸”到位於海面下 500 米處一艘船的欄杆。

他說,通過機器人的反饋系統能夠感受到它,那種感覺就如同自己的身體通過系統受到了電擊一般。