加州大学丹尼斯·洪：人形机器人与人类共同生活已指日可待

加州大学洛杉矶分校机器人与嵌入式系统实验室创始主任、教授丹尼斯 · 洪（Dennis Hong）在钛媒体 2023 T-EDGE

什么时候机器人能够帮我们人类整理屋子、清扫垃圾，甚至参加足球比赛？

这一天或许已经不再遥不可及。在 12 月 1-3 日钛媒体集团举办的2023T-EDGE全球创新大会上，来自加州大学洛杉矶分校机器人与嵌入式系统实验室创始主任、教授丹尼斯 · 洪（Dennis Hong）发表主题演讲，分享了他所在的实验室的工作理念，研发人形机器人经过与成果，以及，他未来关于人形机器人的愿景。

ARTEMIS 是洪所在的实验室最新研究成果。据洪介绍，ARTEMIS 身高 4 英尺 8 英寸，体重 85 磅，能在崎岖不平的地面上行走，也能奔跑和跳跃。即使受到强烈推挤或其他干扰，ARTEMIS 也能保持稳定。

相关资料显示，在实验室的测试中，ARTEMIS 以每秒 2.1 米的速度行走，这使其成为世界上行走速度最快的人形机器人。专为人形机器人定制设计的执行器是 ARTEMIS 的主要创新。在机器人硬件上，执行器是实现动态运动的最关键的部分，完善的软件系统是 ARTEMIS 实现灵活运动的关键。

在演讲中，洪表示，研发 ARTEMIS 来自于 2018 年的一个想法，研发过程，也经历了漫长的周期，遭遇了包括疫情在内的突发事件，但最终，这款代表着先进的运动性能得到提升，承载着稳定性得到提升的机器人技术的人形机器人，终于在今年面世。

也是因为 ARTEMIS 的出现，洪预计，未来我们人类能与人形机器人共同生活的那一天，已经变得指日可待。

以下是丹尼斯 · 洪在钛媒体 2023T-EDGE 的演讲实录，经过钛媒体 APP 删减：

我告诉我的学生要突破他们自身的极限，让机器人做得更快，让机器人举起更难举起的东西，我还告诉学生，要破坏机器人，因为如果我们不去尝试失败、不去破坏它们，我们就学不到任何东西。我们的学生们像我的朋友一样，他们更像家庭成员一样，我和他们在一起工作。所以在我们的实验室 RoMeLa 里面，我们开发机器人技术，让世界变得更美好。

我们有一个消防员机器人，名字叫 Sarfire, 灾难救援机器人，名字叫 Thor, 研究和教育方面的机器人，名字叫 Darwin。我们实验室最令人骄傲的地方不是我们的机器人，也不是我们开发的技术，也不是我们发表的文章，而是我们的学生。

学生来到我们的实验室学习机器人，他们学的不是知识，而是一种智慧，它将对世界对社会产生影响。如果你失败，然后放弃，那么一切就结束了。但是如果我们从失败当中学习，它将成为成功的垫脚石。我要我们的学生去真正地相信乐观主义的力量，他们具备创新的感知能力，他们有一股特别的能量来照亮他们的眼睛，这就是我喜欢 UCLA 的地方。

感谢邀请我来到这里，我的名字是 Dennis Hong, 我是来自 UCLA 机械与航空工程学院的一名教授，我也是 RoMeLa 实验室的总监，即 UCLA 的机器人和机械实验室。我也是一个机器人科学家，我喜欢机器人技术并且制造机器人。

当我七岁时，也就是很久很久以前，我第一次看了《星球大战》这部电影，顺便说一句，第四部是第一个星战系列。我仍然记得所有的激动人心的场面，所有的太空战舰、光荣拯救者，这些激动人心的场面让我大呼过瘾。在这部电影中，已经有出现两个机器人了，你可能已经知道了，R2D2 和 C3PO，在电影里面的叫法不一样，但是我被它们深深吸引。所以在看完电影，回家的路上，我坐在车里，告诉我的爸爸和妈妈，我要长大成为一个机器人科学家。我追随了我的梦想，今天我梦想成功地站在了这里。

这两个机器人，R2D2 看起来像一个垃圾桶，在当时，它真的是一种非常革命性的创造，没有人想象过机器人可以像这个样子。在电影里面，他们以不同的形式移动。它可以用轮子来移动，用两条腿来走路，有时候是三条腿，它们用许多不同的方式来行走。

我想，在我 7 岁的时候，我真的从这些机器人那里深受启发，潜意识里面，它们也对我后来的研究工作产生了一定的影响。如果你看我们的研究工作，我们开发了许多运动机制，有三条腿的机器人能够翻转来行走的，它们利用了被动的运动机制。轮式腿的混合型机器人，它们是一种新型的机器人，用 6 条腿走路、爬升式的机器人，甚至还有阿米巴变形虫式的机器人可以实现内外翻转。还有腿型的机器人，两条腿、三条腿、六条腿，可以实现跳跃、小跳的能力。这是全新的运动机制。

我想，在我小的时候我们也是受到 R2D2 机器人的影响，以研发出所有这些不同的伸缩功能。另一个方面，C3PO 是一个人形的机器人。人形机器人意味着，它有两条腿两只胳膊，有身体有头。在电影里面，C3PO 在环境中到处走动，帮助人们。

作为一个孩子，当时我真的被机器人可以这样地在现实生活中帮助我们而深受启发。人形机器人非常难建造，用两条腿走路其实是非常难的一件事，还有其他的一些方面也非常难。那么，为什么我们需要人形机器人呢？

著名的建筑学家 Louis Sullivan 曾经说过：形式跟随功能。意思是，物体的形式是受它的功能控制的。我们可能不应该问这个问题，为什么我们需要人形机器人，我们应该问那些需要人形状来完成的任务。

我有一个梦想，在将来，我想要机器人跟我一起生活，洗碗、倒垃圾，负责所有的家务。我敢声称，生活在人类环境中的机器人，这些机器人是具有人形特点的。

我们看看周围，台阶，台阶设计的高度是让人们走上去的。或者你的门把手安装的高度，是让人易于控制的。除非机器人采用人形，否则它们就无法对环境进行侦察，或者说设计工具来为人类服务。

或许你家里已经有些机器人了，你家里有没有扫地机器人？许多人家里已经有扫地机器人了。扫地机器人看起来并不像一个看门清理员，它不是那样的。它看起来像一个大馅饼。为什么具有这样一个形状是因为它只是单一任务的机器人，它只被设计用来扫地吸尘。它要避免一些路障，来到你的桌子下面，最佳的外形设计是圆盘状。

如果你想机器人具有多任务，而不是单一任务，人形就变得重要了。我们进行了许多人形机器人的研究，比如应用在自然灾害的救援现场，如果你到这些自然灾害现场，它们可以挖掘物体、有这样一些工具，它们需要做很多未预料的任务，所以人形在此类场景中非常重要。也有许多其他的应用案例。

就物流行业来说，用人形机器人来搬动箱子，就老年人的照护来说，老龄化越来越严重，我们需要更多的人力来照顾老人。还有，远程呈现，这些任务的完成都需要人形的机器人。

在我们的实验室中，在过去二十年当中，我们创造了各种各样的机器人，现在让我用一分钟的时间，来给大家看几个案例，说一说几款激动人心的机器人。这个机器人叫做 Darwin OP，它是一个开源式的人形机器人，用来服务于研究和教育的目的。

这是 Charli，它被认为是美国第一款全人形机器人，Thor 这款机器人应用到自然灾害的救援，Sarfire 用来进行救火的机器人，它为美国空军海军服务，用于在海军船舰上的消防救火场景。除此之外，我们还开发许多大的和小的人形机器人，近百种机器人。

今天，我非常激动地给大家展示我们最新的人形机器人，相信我，没有比这更激动了，它叫 ARTEMIS。首先是 2010 人形机器人 Darwin-OP, 紧随而来的是美国首个全人形机器人叫 Charli，以及自然灾害救援机器人，名叫 Thor 2014。

这个机器人是通过社会众筹来建造的一个机器人，众筹的方式获得了研发资金。这款机器人，用了尚未存在的全新的技术，所有器件我们采购不到，除了计算机、摄像头、螺丝和螺母、电线之外，我们设计了其他的每个部件，我们在实验室当中完成生产。尤其是齿轮，我们设计并切割了齿轮，我们必须自己绕线圈，制造了所有的磁力部件。

机械工程方面的机器人，当我看到它的诞生，我觉得看起来很性感。如果我有时间的话，我会谈一下拓扑优化技术，这是用来设计 ARTEMIS 这款机器人的，是不是看起来很漂亮？

最后，我们把所有的机器人的下部身体组装起来，然后去做动作量程范围测试。这个机器人比人的动作量程更广泛，除了脚踝部分无法实现人类的动作之外。这款机器人的设计不仅仅为了能够走路，这是一款非常有活力的机器人，它可以跳可以跑，可以做各种活动的机器人，所以你能够看到在这个机器人平台上我们要实现哪些事情。这是我们实验室推出的一款非常令人振奋、超级具有活力的机器人。

这就是我们去年夏天推出的 ARTEMIS，上面写着 ARTEMIS 即将问世。问世的时间就是现在了，我非常兴奋地给大家展示 ARTEMIS 这款机器人。对于大家知道机器人的人来说，大家会惊掉自己的下巴。这款机器人，我们在户外进行测试，没有任何的安全线辅助。这是一次非常大胆的声明，我们在户外测试了两个星期，我们在草坪上、石子路上，它没有跌倒。

顺便说一下，ARTEMIS 是代表先进的运动性能得到提升、稳定性得到提升的机器人技术。正如我提到的，机器人不会摔倒。我们踢他，你看到它不会跌倒。我没在开玩笑，我们踢得一点也不轻，我们真的想踢倒它。从侧面踢倒有点困难，机器人还不能做到跨越的动作。但是它仍然能够保持平衡。

我们看一下从后面来推他，它显得更为强健。我们可以推它可以踢它，我们真的用了很大的力气，最终能够看到这个机器人是非常稳固的，没有办法踢倒的。我们把力度加大一点，用一个球砸它，这个实验对工作人员来说是一个好的运动机会，这是一个 5 厘米高的障碍物，顺便说一下，这个障碍物并不是用来测试视域的。

我们并没有用任何的摄像机，只是用来测试被动的反应的。让我们用一些更为随机的物体，一个 5 厘米厚的海绵板，这是一个非常难以跨过去的障碍物体。你还可以看到很多的纸盒，即使踩在这些物体上，它还是不会跌倒。

现在，我们让机器人跑起来，这是世界上第三款可以跑步的机器人，也是世界上第一款人形跑步机器人。我们试图让它在我们的楼里面走路，它一口气走了 260 米，中途没有停下，顺便说一下，这都是它自发的，我们并没有对它进行控制，机器人用摄像机观察周围情况，它在尝试识别障碍物和路线。

你可能感兴趣，机器人怎么理解路线，让我们看看机器人看到了什么。机器人视角用了立体的摄像机，并没有用照明功能，它通过摄像机处理后颜色去理解道路，然后做出自己的决策。

这款机器人可以以每秒 2.1 米的速度行走。这是世界上行走最快的机器人。我提到过的，它还能跑，能跑多快？我们在实验室的空间不够，不能测定它能跑多快。我相信它是跑得最快的人形机器人。

现在，我们让机器人做点更为有意义的事情，它在搬箱子，这个空箱子，它做得很不错。我们给它一个更加难一点的任务，这次是一个很大的箱子，大家可以注意到，当它在行走过程中，它在主动地保持平衡。它做得很不错。推车和拉车怎么样？

现在我们说是，我们并未设计新的行为，我们只是让他朝推车走去。它做得也很不错。对于那些了解机器人的人来说，你会对接下来呈现得大为吃惊。这是非常大胆的尝试。在室外测试机器人，没有部署任何的安全险。大家看一下，它能够从草坪移动到石板路面，它能够胜任不同地形上进行行走，我们对这款新的机器人感到非常兴奋。

再一次，ARTEMIS 代表先进的运动性能得到提升、稳定性得到提升的机器人技术，然而，在我们的实验室，我们对这个名字的解读还有另外一种说法。ARTEMIS 意味着能够超越梅西这位足球运动员的机器人。因为它能够踢足球。

在我们的实验室有许多机器人的足球比赛，其中一个叫做 Robocup。这是一场国际自动驱动的机器人足球大赛。所有把做的机器人聚在一起，让他们做足球比赛。

这期间，不通过远程来控制它们。它们自行观察周围，踢球。完全实现了自发的动作。Robocup 最酷的地方是，这场比赛的最终目的是，到 2050 年，我们希望 2050 年有一支机器人的足球队能参加世界杯，然后努力让机器人队伍获胜，这是我们官方的目标。

朝着这个目标，我们在开发新的技术。顺便说一句，我们获得了五次冠军，这是在 8 年前。上一次，即 8 年前，我在颁奖典礼上会大家宣布，我们已经赢了 5 次，我们期望其他队伍能够赢，所以我们就不再参赛了。

但是，如果在将来真的出现颠覆性的新技术的话，那时，我们会重返 Robocup，这就是今年，所以今年的 Robocup，今年的比赛在法国波尔多进行。让我给大家展示一个视频，这是当时对德国队比赛的场景，我们有两位 ARTEMIS, 其中参与的人员是我的学生，他们不能触碰机器人，如果一旦触碰了，就失去了比赛资格。

规则是，真人必须站在机器人之后，出于安全的考量。所以一切都是自发的，没有人控制任何东西，也没有人触碰任何东西。这是自由踢球，这是第一个进球。这些机器人是完全自主控制的，有时候，我们不知道机器人在思考什么。

如果你们看机器人的头，可以知道它们在看什么，可以推断它们即将做什么。你可以看到我们有多享受这个比赛，非常的激动人性而有趣。所有的机器人是最快的，也是最强壮的！最快速的、最强壮的机器人不代表一定能赢，时隔八年，我们有了一支全新的队伍。下一年，将在荷兰举办！我们很兴奋带队再去参加！

其实我在社交媒体上也是非常活跃，我比赛完毕之后，我打开了 Instagram，我多了大概三千个粉丝，正是这个比赛帮我吸收了更多的粉丝。比尔 · 盖茨，当时有 6800 万粉丝。第二天，我发现他写了这句话，" 非常兴奋能够看到 ARTEMIS 参与了 2023Robocup"。

他邀请了我们，去西雅图。我们有了一次很好的交流。我不知道你是否察觉到，如果，你看 ARTEMIS 机器人的大腿上是比尔 · 盖茨的签名，这非常酷。

许多人问我们，需要多久时间才能做出 ARTEMIS 呢？这很难说，这是一次持续性地开发和创新。2018 年我们开始有了这样的想法，我们当时说希望能够研发出能够控制自己行动的机器人。随着一些初步的计算，以及数学科学家告诉我们，这个想法可以实现。那么我们就决定去做吧。

正如我说的，在 2019 年的时候，我们有一个众筹基金，我们众筹的能力很强。2020 年疫情暴发，我们不得不关了我们实验室，但是它不能停止我们的脚步。我们重新回到了实验场景，但是是分散的方式，有的在宿舍工作，在学生公寓。

我给大家看一下这款机器人每个月取得的进度更新。2022 年 1 月我们做了一个模拟，第一次试着让机器人站起来，2022 年 3 月，做到了第一次的平衡，我们让地面震动起来，试着推它仍然还能平衡。它的脚在弹动，我们还试着击打它，对不起。4 月的时候，几乎能走了，还不太行。这种情况经常发生。7 月，我们完成了上肢的组装，并进行了测试，我们找到了问题所在，我们发现了一些漏洞。我们重新装了新的测算器。10 月是第一次稳定的走路，是一次长足的进步。11 月，把它们带到实验室之外，这是一个大的活动。

2022 年 12 月，比较大的一个灾难，机器人碎了。如果我有时间，我愿意介绍我们所经历的失败。我们没有放弃，我们从失败中学习，并改进了我们的机器人。1 月，第一次跑步。3 月的时候，我们第一次去户外，就像我说的，每两个星期，我们把它们带到 UCLA 的校园。学生们很喜欢她。3 月，我们做了首次的发布。这就是 ARTEMIS。

我们还有很多东西没分享，时间有限，孩子的时候我就喜欢机器人，跟大家讲了为什么开发人形机器人，三年前你问我你觉得人形机器人什么时候能跟我们一起生活，我觉得我可能能看到，我这辈子能看到，我们就很幸运，但是我们需要更加努力。

但是如果今天，你还问我同样的问题，我开始改变想法了，随着 ARTEMIS 的诞生，未来可能比我们想象的来得更快。你怎么看？将来，你觉得人形机器人帮我们整理屋子、清扫垃圾，或者到 2025 年机器人能参加世界杯，并取得胜利吗？或者在将来，它能够参与自然灾害的救援吗，能够拯救我们人类的生命吗？

我有一个梦想，抱有希望，在将来，我已经老了，我可能跟孙子辈的人看电视，当时可能是三维图像的电视。在新闻里，某处大楼着火了，机器人去哪儿，拯救人们，然后我告诉我的孙子，那个机器人，是你爷爷开发的，多么酷啊！

为了这样的将来，我们会持续我们的研究，谢谢大家。

（本文独家首发钛媒体 APP）