那个跑出九秒三九的机器人,真的没有心跳吗
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雾里寻故事
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在田径百米赛场,人类顶尖选手拼尽全力,突破身体极限,
去冲刺那短短一百米的距离。很长一段时间里面,百米赛道都被看作是人类肉体能力的试金石。肌肉收缩、血液供氧、心跳加速,整套人体生理系统全力运转,才能换来极快的奔跑速度。而就在机器人技术不断迭代的当下,有一台人形机器人跑出9秒39的百米成绩,消息传开之后,很多人第一时间产生一个疑问,这个跑得这么快的机器人,到底有没有心跳。
不少人刷到相关短视频和资讯的时候,很容易被数字冲击。9秒39是什么概念,放到人类百米赛事当中,这已经是站在世界顶尖梯队的水平。普通人跑完一百米,大多需要14秒到18秒,常年锻炼的运动爱好者,能够跑到12秒上下。世界级短跑名将,历经数年严苛训练,才能够稳定跑进10秒大关。人形机器人直接跑出9秒39,这个数字乍一看,好像机器人已经超越人类短跑运动员。
但我们不能只盯着一个数字就下结论,想要搞懂机器人有没有心跳,首先要分清,机器人和人类身体底层运行逻辑完全不一样。
先说人类的心跳到底起到什么实际作用。人的心脏本质就是一台生物泵。心脏不停跳动,推动血液在全身循环流动。血液携带氧气,输送到全身每一块肌肉细胞。我们跑步的时候,腿部肌肉高强度反复收缩,消耗大量氧气和能量,同时会产生乳酸这类代谢废物。心跳加快,血流速度提升,一方面抓紧输送氧气,另一方面把代谢废物带走。心跳、呼吸、血液循环,三者互相配合,共同支撑高强度奔跑。
心跳属于生物生命体独有的生理现象。心跳来源于心肌细胞自主的电信号搏动,有血肉、有循环系统的生命体,才会产生心跳。机器没有血肉组织,没有心肌细胞,没有血液,从生物学定义来讲,机器人天然不存在生物学意义上的心跳。
讲到这里很多读者会提出不一样的看法。不少网友看过机器人奔跑画面,机器人跑动的时候机身内部会传出一阵阵规律的嗡动声响,节奏忽快忽慢,跑的越快,这种震动频率就越高。不少人会把这种机械震动,当成机器人的“心跳”。这里就要把概念区分清楚,机械震动不等于心跳。
人形机器人能够完成奔跑,依靠的是伺服电机、减速器、电池、传感器、主控芯片整套硬件协同工作。电池释放电能,电机把电能转换成机械动力,驱动髋关节、膝关节、踝关节快速屈伸摆动,模拟人类跑步迈步的动作。机器人高速奔跑的时候,电机需要高功率输出,内部元器件负载提升,电机运转、散热风扇转动,会产生周期性震动和嗡鸣。这个声响是机械工作噪音,不是生物心跳。
人类跑步,心跳会出现明显变化。慢跑的时候心率上升,全力冲刺百米的时候,心率会飙升到很高数值,跑完之后,心跳不会瞬间回落,还会持续高速跳动一段时间,慢慢恢复平静。我们可以拿这个特征对照机器人。机器人加速冲刺,电机功率拉高,震动变强;停止奔跑之后,电机负载下降,噪音和震动立刻减弱。它不存在“恢复阶段”,没有生物机体疲劳之后的缓冲过程。
讲到9秒39这个百米成绩,这里需要把实测条件完整讲明白,避免大家产生认知偏差。很多人看到9秒39,直接默认,这是完全复刻人类田径赛场的标准百米环境。现实并不是这样。
人类正式百米比赛,是从静止蹲踞式起跑开始,听发令枪响,从零速度逐步加速,完整跑完100米直线跑道,跑道是标准塑胶田径跑道,运动员需要克服自身身体惯性,完成起跑加速、途中跑、最后的冲刺减速整套流程。
这台跑出9秒39的人形机器人,测试场景和正式人类田径赛事有不少区别。首先机器人起跑不是从零静止状态直接爆发。测试过程里面,机器人前期会借助外部辅助,获得初始速度,再进入百米测速区间。也就是说9秒39记录的,是中间一百米区间的用时,不含从零起步加速的那一段。
其次,人形机器人自身平衡控制难度极高。人类跑步,依靠骨骼、肌肉、前庭平衡感官,随时调整身体姿态。机器人依靠陀螺仪、力传感器,毫秒级别计算调整关节角度。高速奔跑状态下,机器人很容易摔倒。为了保障测试安全,测试场地会配备防护吊索,吊索不会主动拉动机器人向前跑,主要作用是防止机器人倾倒损毁。这套防护装置,是实验室测试的常规配置,但在人类百米竞赛里面,运动员不会有任何辅助防护。
体重方面也可以拿来对比。顶尖人类短跑运动员,体重大多在70到85公斤区间。这台创造9秒39记录的人形机器人,整机重量和人类运动员并不对等。机器人的电池、电机、机身框架全部算在一起,自重参数和人类选手存在差距。不同体重下做速度对比,本身不能直接划等号。
把这些条件梳理完,我们就可以客观看待9秒39这个成绩。它是机器人研发领域非常亮眼的技术突破,代表人形机器人的运动控制算法、动力硬件取得巨大进步,但不等于机器人已经全面战胜人类短跑选手。
很多人会好奇,既然没有心跳,机器人靠什么来充当自己的“能量循环系统”。人类靠吃饭消化,转化化学能,血液输送能量。人形机器人的能量来源是锂电池。电池输出电能,相当于人类身体里面的食物养分。主控芯片相当于人的大脑,接收各个传感器传来的数据,实时计算脚步落点、身体倾斜角度、腿部摆动幅度。伺服电机对应人体的肌肉,负责输出力量带动关节活动。
人类长时间高强度奔跑,会出现体力透支,心率过载,肌肉酸痛。机器人同样会有“体力上限”,只是表现形式不一样。持续高速奔跑,电机持续高功率运转,会产生大量热量。温度超过安全阈值,系统就会主动降速保护硬件,防止电机烧毁。电池电量不断消耗,电压下降之后,输出动力也会随之衰减。它没有肌肉酸痛,没有疲惫感,但是有硬件温度、电池电量这两道硬性约束。
网上有不少讨论,有人提出,能不能给机器人模拟出一个人造心跳。从技术层面来说,做模拟心跳效果不难。工程师可以额外加装小型震动组件,设置固定频率,机器人跑动的时候,装置跟着同步震动,甚至可以搭配扬声器,播放心跳咚咚的声音。但这只是外观和听觉层面的模仿,属于特效,不是真正生理意义上的心跳。拿掉这套附加装置,机器人本身依旧不存在心跳。
我们可以换个角度,聊聊大家内心深处为什么会纠结机器人有没有心跳这件事。
看到机器人像人一样迈步飞奔,我们很容易产生共情,下意识用看待人的方式看待机器。当一个机器做出和人类高度相似的动作,我们就会不自觉把生命特征投射到机器身上。看到它奔跑,就会联想它会不会紧张,会不会心跳加速,会不会跑累。这是人的正常心理代入,并不是机器人本身具备生命。
现在人形机器人发展速度很快,不光是百米奔跑,翻越障碍、上下楼梯、搬运重物、模拟人体姿态,各类演示视频层出不穷。普通大众接触这些资讯的时候,很容易混淆“技术演示”和“成熟实用产品”。实验室里面跑出亮眼数据,代表技术潜力,距离大规模走进普通人日常生活,中间还有很长的路要走。
拿奔跑能力举例。实验室环境,场地可控,有防护设备,专门调试奔跑算法,可以跑出9秒39这样的亮眼成绩。放到现实复杂环境,路面凹凸不平,地面有碎石,遇到突发的侧向磕碰,人形机器人的稳定性就会大打折扣。人类运动员可以在赛场奔跑,也可以在山间小路、坑洼路面跑动,随时应对各种突发状况。目前人形机器人还很难做到同等水平的环境适应。
续航也是现实绕不开的问题。全力冲刺百米,只是短短几秒的爆发。如果让机器人持续进行运动,电池消耗速度很快。人类运动员,休整过后,吃点食物补充,就可以多次投入训练。机器人需要停下,插上电源充电。硬件损耗同样客观存在,高速反复奔跑,减速器、电机都会产生磨损,需要定期维护更换零件。
不少网友会进一步畅想未来,未来的人形机器人会不会进化出真正的心跳。从科学角度来讲,如果依旧是现在机电架构的机器人,不会诞生生物学心跳。心跳来自活的生物细胞。未来即便研发生物和机械融合的设备,那已经属于生物机械融合的全新领域,和现在的纯机电人形机器人不是同一类事物。
我们可以客观看待这项技术带来的价值。人形机器人高速运动技术,不只是拿来跑百米创造记录。这套运动控制技术落地之后,会有很多实实在在的实用场景。
救灾抢险场景,地震之后建筑废墟环境复杂,人类进入救援风险很高。具备灵活运动能力的人形机器人,可以进入危险废墟,翻越障碍物,探查被困人员位置,传递基础物资。工业场景,工厂当中,人形机器人可以模仿人的动作,完成部分装配搬运作业。养老陪护方向,未来成熟的人形机器人,可以协助行动不便人群起身、拿取物品,分担陪护人员的工作压力。
百米9秒39更像一个技术的“实力展示”。研发团队通过百米奔跑这件事,验证整套动力系统、平衡算法的上限。就好比汽车厂商会打造极速测试车,跑出很高时速,不一定是为了让普通消费者日常开到这个速度,而是验证整车动力、底盘控制技术,再把技术下放给普通量产车型。
网上流传的信息里面,也存在不少被二次加工的说法。有的短视频直接简化描述,“机器人百米9秒39,完胜博尔特”,把测试附加条件全部省略,只抛出冲击眼球的数字。大家刷到科技类资讯的时候,可以多留意测试环境、测试条件,不要只记住单一数字就下定论。
再回到最初的核心问题:跑出9秒39的机器人,真的没有心跳吗。生物学范畴,它没有心跳。没有心脏器官,没有血液,没有心肌搏动。跑动时的震动声响,是电机、风扇机械运转带来的效果,可以当作一种拟人化的“机械心跳”,但不等同于生命体真正的心跳。
机器的强大,是硬件、算法、电能带来的力量。人类的强大,是血肉身躯,心跳呼吸,意志训练共同铸就。二者底层逻辑完全不一样,并不适合简单拿来直接比拼高下。
科技向前发展,人形机器人还会不断刷新运动相关记录。往后还会出现跑得更快、跳跃能力更强的机器人。我们可以欣赏技术进步,同时分清演示效果和真实能力,分清拟人特效和生命本身的生理特征。不用过度神化机器人技术,也不用否定科研人员取得的突破。理性看待,才能看懂科技新闻背后真实的价值。
话题讨论:你觉得未来人形机器人最应该优先用在哪个现实场景?你会把机器人的机械震动当成它的“心跳”吗,欢迎在评论区留下你的看法,也欢迎关注账号,持续了解各类科技相关内容。
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