人类在赛车领域也将被击败-机器人骑摩托与人类竞技

机器人技术 2025-01-07 17:04www.robotxin.com机器人技术

网易科技讯报道,美国加州萨克拉门托山谷的雷山赛道,长久以来一直是燃油赛车的天下。在这片充满速度与激情的土地上,一场特殊的比赛于近期拉开帷幕——人与机器间的摩托车大赛。这场比赛的独特之处在于,其中一位参赛选手并非人类,而是来自雅马哈的自动化摩托车驾驶机器人Motobot 2.0。

在这片风景如画的赛道上,Motobot 2.0宛如一个蓝色的星际战士,稳稳地驶过每一个弯道。它宛如从电脑游戏《光晕》中走出的角色,让人不禁陷入遐想。在赛道上,Motobot 2.0与雅马哈YZF-R1M摩托车完美融合,其速度令人惊叹。尽管它还不能完全自主行动,但在人类操作员的操控下,其表现已经相当出色。

去年九月,Motobot 2.0团队成功实现了机器人时速达到200公里的目标。虽然这一速度仍未能超越传奇赛车手瓦伦蒂诺·罗西,但相较于它的前身Motobot 1.0已经有了显著的提升。罗西是历史上最成功的摩托车赛车手之一,他的速度无人能及。尽管Motobot 2.0一直在寻求突破,但想要超越罗西仍是一项艰巨的挑战。

Yamaha Motor Ventures & Silicon Valley的首席执行官兼董事总经理Hiroshi Saijou表示:“我们曾遭遇了几起严重事故,但我们从中汲取了教训并不断进步。Motobot的发展过程并非一帆风顺,但每一次的失败都是推动我们前进的动力。”

Motobot的起源可以追溯到雅马哈的一项名为“moonshot”的雄心勃勃的项目。这个项目寻求突破性的技术探索,虽然短期内盈利的希望不大,但雅马哈与斯坦福研究所的合作使其愿景得以实现。斯坦福研究所是硅谷的创新前沿阵地,曾开发出Siri、电脑鼠标等创新产品。早在1966年,斯坦福研究所就制造出了世界上第一个能够感知周围环境的移动机器人。

对于斯坦福Motobot项目负责人布莱恩·福斯特来说,这个项目不仅仅是为了追求速度,更是为了“学习如何成为伟大的骑手”。他说:“我们如何感受牵引的极限?如何优化摩托车的动力输出?如何在不崩溃的情况下从摩托车的极限中恢复过来?使用未改装的摩托车是这个项目的关键所在。”Motobot的设计者们必须克服各种约束,如机器人的尺寸、传感器放置的位置等。他们不需要像自动驾驶汽车那样使用复杂的摄像头或激光导航,因为Motobot不会进入公共道路。它主要依靠GPS和IMUs等简单技术来控制,这些技术通常用于无人机和卫星的控制。尽管面临诸多挑战,但工程师们仍在不断努力完善机器人技术,以期实现赛道上的高速驾驶而不发生碰撞。

揭示Motobot 2.0背后的挑战与冒险之旅

Motobot 2.0的工程师们来自于一支精英团队,他们曾在其他类人机器人项目,如行走机器人Durus中贡献过自己的力量。这支团队的领头人福斯特表示,他们面临的首个重大挑战是开发一个能够在摩托车时速从5公里到200公里之间、倾斜度在0到50度之间保持平衡的控制器。这需要Motobot具备快速反应和精确调整倾斜角度的能力。随着开发的不断推进,控制算法需要在各种条件下持续优化,包括高速直道、突然转弯、强力加速和减速等。

福斯特补充道,开发适应极端条件的控制器是一项艰巨的任务。识别性能限制并且不使系统崩溃是最大的挑战。为了改进算法,团队必须不断地测试极限,找出需要改进的地方。过度的压力可能导致算法崩溃,而缺乏挑战则无法取得足够的进步。这是一个持续的风险平衡过程。

为了降低风险,福斯特及其团队将Motobot和摩托车带到了实验室。在那里,他们模拟了极其复杂的驾驶环境,让机器人在模拟的赛道上进行刹车、变速等操作。传感器每秒反馈数百次数据,帮助团队不断优化系统。福斯特指出,没有任何模拟可以完美复制现实世界的场景,因此仍然需要大量的实地测试来管理风险。

Hiroshi Saijou认为,“学习成本”是阻碍人工智能在摩托车比赛中击败人类世界冠军的关键因素。他强调,像AlphaGo这样的棋盘游戏人工智能可以快速学习如何获胜,因为它们不会受到物理破坏的风险。但对于Motobot来说,学习成本更高,维修时间也更长。每一次试验都需要谨慎处理。

机器人设计师斯蒂芬·莫菲,作为Morfey Design公司的总监和Motobot项目首席机械设计师,讨论了如何让Motobot在竞赛中更具竞争力。他提到,虽然喷气推进器被禁止使用,但可以通过优化空气动力学形状来提升Motobot的性能。莫菲表示,将Motobot放在摩托车上是一个明智的选择,因为它需要像人类一样紧握把手。

打败罗西的任务并非易事。莫菲认为,设计一款速度极快的自动双轮摩托车会是一个更好的策略。他说:“我们尚未打败罗西,因为这是一个巨大的难题。”数百个变量需要考虑和优化。虽然理论上机器人可以优化这些因素,但实际上难度更大。

尽管Motobot尚未击败罗西,但工程团队已经从中获得了宝贵的经验教训。关于Motobot的未来,似乎有一种两条腿的设计概念正在孕育中。不同于大多数人形机器人的是,它不需要用腿走路,但未来的版本可能会骑着摩托车走路。这是一种适应现代问题的后自主性改造,可能通过他们的研究和实验得以实现。例如,发展中国家可能会使用类似Motobot的人形机器人来操作拖拉机和挖掘机等重型设备,这些设备最终可能会被新型的自主产品所取代。Motobot正走在成功的道路上,并且正在积极致力于开发Motobot 3.0。我们期待着它的未来表现。

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