超呆萌iCub人形机器人又升级!眼睛会动,还能与人交谈拥抱
发布时间 : 2022-04-08
超呆萌iCub人形机器人又升级!眼睛会动,还能与人交谈拥抱

来自意大利技术研究院的团队早在2004年就已经开始了对机器智能的研究,并设计出拥有自我意识的iCub系列机器人。iCub是一款仿照3岁儿童面孔设计的人形机器人(humanoid robot)。许多科技粉都十分熟悉这款机器人,iCub不再是根据特定指令完成特定动作,而是通过对周边环境的探索来获取技能,这是机器人从“听从命令”到“拥有自我意识”的跨越。

iCub这个名字中也很有意思,i取自《我,机器人》里的i; Cub取自于Kiplings Jungle Book《丛林之书》狼群养大的人类小男孩man-cub,iCub Robot字面翻译就是“我是个幼崽机器人”。

iCub 的系统基于人脑的认知结构,他能够思考,从周边的世界中学习。在过去的几年里,研究人员不仅构建了它识别物品的技巧,让他感知自己的身体,而且给予他自传式记忆,让他开始有了一种“自我”的感觉。IIT团队在14年为其拍摄10岁的生日视频,展示了iCub一步步的自我学习成长。

时隔8年,该团队推出了更先进的最新一代iCub 3机器人,其外观与初代机器人基本一致,但是将它们放在一起就能看出来,相比初代,iCub 3长高了25cm,体重也增加了19公斤,并且优化了颈部设计使其比例更协调。 

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iCub 3共有54个自由度,其中头部4个用来控制眉毛和眼睛,脖子3个,躯干/腰部3个,每条手臂7个,每只手9个,每条腿6个。它的头部装有旋转式立体摄像头作为眼睛,双麦克风作为耳朵,面部面板内置的led线条作为嘴巴和眉毛可以做出多种表情,每个指尖还装有触觉传感器。

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其他改进包括,电池容量扩大,且电池安装位置从背部转移到了躯干部位,腿部电机性能提升使其走得更快,能做到更像人类一样的平衡和运动,以及加了一个深度感应摄像头。总的来说,iCub 3 125cm,重52kg,且有54个自由度,各方面性能都远超初代iCub

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带来这些改进的部分原因是,研究者们试图把iCub 3打造成为一个机器化身平台(avatar system),也就是说,一个可同步体现出生物特性的远程人形机器人。

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我们可以通过其在威尼斯双年展的演示视频进一步理解avatar system:在热那亚的研究员做出各种动作,其身上的iFeel设备套件会跟踪操作员的身体动作,化身平台avatar system则将动作通过光纤传输到远在威尼斯的iCub3,然后iCub3会做出跟研究员一样的各种反应。

iFeel系统包括多个部署在不同部位的惯性测量单元(IMU)、追踪用户手指运动的手套、触觉传感器,以实现全方位多角度的实时追踪。

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此外,还有一个VR头戴设备,用以跟踪用户的表情、眼睛、眉毛等面部运动。这些头部特征同样可以被投射到 iCub 3 上,并以高保真度再现:iCub3会做出和人类非常相似的面部表情。

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为了支持远程行走,研究员还开发了一套站立式 VR 步行装置。结合此装置,操作者可远距离控制 iCub 3 在展馆内四处走动,与人交谈、握手、甚至拥抱。同时,一切传感信息都可即时发送到远端,操作员也可以看到、触到、听到iCub3在展馆的所见所闻,其延迟仅几毫秒。

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而且,很重要的一点是,iCub3的所有动作指定不是基于其本身系统,而全部由远端的研究员所控制。

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其实,从avatar这个名字我们就能想到,这很像电影《阿凡达(avatar)》中的,人类穿上阿凡达的躯壳便能飞到遥远星球潘多拉开采资源。而来自IIT的研究团队也真的实现了穿上iFeel就能远程观展。

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甚至如IIT 项目协调员 Daniele Pucci 所说的,在不久的将来我们可以期望这个系统在元宇宙中的应用,它实际上是远程人类化身。

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伴随着学习能力的逐步提高,人形机器人一方面可以越来越像人类一样行走并完成各种功能,另一方面,结合人工智能的发展,也将逐步具备人类的思维与自主学习能力,甚至发展出“自我意识”。这也是iCub最初的设计想法:通过对机器智能的研究,探索怎么通过机器来模拟人的大脑。

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其实对于这种iCub系列拟人性的学习机器人,欧洲商业联合促进中心协调专员岳巍有一个很好的类比:“iCub就类似于苹果手机,可以装载和更新许多系统和软件,而其余机器人更像是老款诺基亚手机,只能把玩系统自带的一些游戏,不可以再进行更新或安装新的程序。这些可装载更新的系统软件,就是iCub的自我学习能力。

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随着技术的不断突破,iCub作为拟人类机器人平台,在许多领域都具有巨大的潜力。激发我们对未来世界的畅想。可以致力于康复训练,可以迈向第一个飞行的人形机器人,可以从化身平台连接元宇宙,也或许,在未来的一天,甚至可以发展出电影角色大白那样的机器人助手,它不会把你看成主人,而是当成朋友、伙伴。

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来源:超呆萌iCub人形机器人又升级!眼睛会动,还能与人交谈拥抱-机器人大讲堂