новости

трудность в том, что маск хочет создавать людей, а не машины.

текст丨хе цяньмин ли цзинань
редактор: хэ цяньмин хуан цзюньцзе

«даже если завтра меня похитят инопланетяне, tesla решит проблему автономного вождения. но я не знаю, как tesla сможет победить на optimus». на собрании финансового отчета в апреле этого года маск заявил, что должен получить 500 долларов. одна из причин зарплаты в 100 миллионов долларов.

человек, который был в контакте с командой tesla, рассказал нам, что незадолго до того, как маск сказал это, он попросил команду роботов-гуманоидов совершить значимый прорыв в течение этого года — позволить роботам выйти на производственную линию для выполнения какой-то работы. не достигнуто, будут проводиться дальнейшие увольнения, и «команда будет находиться под возрастающим давлением».

мы узнали, что произведены сотни гуманоидных роботов optimus, но они еще не готовы к производству и могут использоваться только для сбора данных и тестирования различных конструкций.

этот проект гуманоидного робота, который будет продвигаться в 2021 году, диаметрально противоположен логике tesla в разработке других продуктов. создавая автомобили, тесла начал с высокорентабельного спортивного электромобиля roadster, постепенно повышал эффективность производства и создал дешевую model 3. автономное вождение также меняется от низкого к высокому, улучшаясь по мере продаж.

что касается человекоподобных роботов, маск хочет сделать это за один шаг, а массовое производство должно быть в его окончательной форме: стоимость составляет менее 20 000 долларов сша — ниже, чем годовой доход американского рабочего; но он достаточно умен, чтобы заменить рабочие места некоторым работникам.

за последние три года маск публично говорил об optimus, а также об автономном вождении и роботакси. он рассматривает это как надежду поддержать оценку tesla: «если у нас есть разумный робот-гуманоид, он сможет выполнять необходимые задачи». , производительность значительно повысится, и экономическому росту не будет предела».

на фондовом рынке китая уже несколько раундов спекулировали на концепции роботизированной цепочки поставок tesla, но грандиозная история маска не сильно повлияла на рост цены акций tesla. с момента максимума 2022 г.тесларыночная стоимость упала почти на 40%.

задача, стоящая перед командой робототехники теслы, заключается в том, что практически невозможно за один шаг построить робота, который вел бы себя как человек. в настоящее время они могут принять только некоторые инженерные компромиссы, которые могут быть нацелены на конкретные сценарии работы, такие как затягивание винтов и, в частности, учебные модели, позволяющие роботам-гуманоидам сначала сыграть свою роль. что касается того, сможет ли маск принять компромиссный результат, пока неясно.

самая большая трудность: создание людей, а не гуманоидных механических устройств

как сообщает «биография маска», в начале 2021 года маск продемонстрировал на совещании руководителей tesla видео робота-гуманоида atlas компании boston dynamics. на снимке робот-гуманоид может гибко выполнять сложные действия, как человек. «роботы-гуманоиды здесь, нравится вам это или нет. мы должны быть в игре», — сказал он присутствовавшим руководителям.

его цель ясна: это должен быть робот-гуманоид с такой же формой тела, как у человека, а не четвероногое или колесное механическое устройство, созданное boston dynamics или другими компаниями. более того, робот должен учиться посредством визуального наблюдения, как человек, и учиться выполнять работу руками, а не заставлять инженеров заранее вводить каждую строчку рабочих инструкций, как boston dynamics или традиционные компании, производящие роботизированные руки.

boston dynamics выпустит видеоролик о роботе atlas в конце 2020 года. источник: бостон динамикс.

предыдущие роботы были разработаны для специализированных сценариев, что приводило к недостаточной универсальности и ограниченным производственным мощностям. по данным международной федерации робототехники, в 2023 году общий объем мировых продаж промышленных роботов составит всего 590 000 единиц — около половины производства часов rolex. эти 590 000 единиц все еще представлены как минимум в десятках специализированных форм, которые не являются общими друг для друга. большинство из них производят несколько сотен единиц в год, без какого-либо эффекта масштаба.

история роботов теслы, которую сейчас рассказывает каждая компания по производству человекоподобных роботов, заключается в том, что наши рабочие места и инструменты созданы для людей. если роботы-гуманоиды станут реальностью, они смогут выполнять самые разные задачи с помощью набора аппаратного обеспечения без необходимости индивидуальной разработки, а также появится возможность массового производства одной и той же модели. когда маск говорит о проектах гуманоидных роботов, он часто говорит о масштабах и хочет производить миллионы, десятки миллионов или даже миллиарды единиц. «массовое производство одинаково важно для гуманоидных роботов, чтобы они могли быть менее дорогими».

разница в том, что немногие компании-гуманоидные роботы настаивают на создании гуманоидов. обычно они выбирают компромиссный путь, используя различные зажимы для замены человеческих рук или колес вместо ног. они сначала решают некоторые проблемы и создают некоторую коммерческую ценность, а затем переходят к шагу гуманоидов. по шагу.

но маск был бескомпромиссен. на еженедельном обсуждении гуманоидных роботов он отклонил большое количество конструктивных предложений, не похожих на человеческие, например, установку на руку робота различных инструментов для выполнения различных задач. он считал, что будет достаточно только использования рук.

инженеры tesla также посчитали, что мизинец робота бесполезен, но поскольку удаление мизинца было «слишком страшным» и слишком бесчеловечным, они сохранили его. альтернативой было увеличение длины мизинца, чтобы он мог выполнять больше функций. маск также особо попросил, чтобы пальцы робота имели конус женского пальца. он установил высоту робота на уровне 5 футов 8 дюймов (почти 1,73 метра), что немного ниже среднего роста взрослого мужчины в америке. он попросил робота выглядеть как андрогинного эльфа, чтобы «вы не чувствовали, что ему этого хочется; причинить тебе боль».

инвестор, который был в контакте с командой tesla, сказал, что маск настаивает на человеческой форме, чтобы заменить последнее звено, ограничивающее работников автомобилестроения. в то время tesla полностью вырвалась из производственного ада, продав в прошлом году 500 000 автомобилей, а постоянно растущий курс ее акций позволил маску стать самым богатым человеком в мире. но автомобильный завод tesla в калифорнии производит 8550 автомобилей в неделю, приближаясь к пределу своей мощности. тесла понял, что эффективность рабочих достигла предела. если бы он хотел двигаться быстрее, он мог бы создавать только инструменты, более сильные, чем люди.

производство автомобилей является одним из наиболее автоматизированных промышленных производственных процессов. роботизированная рука, появившаяся в 1960-х годах, впервые была использована на автомобильных заводах для транспортировки и сварки деталей. на автомобильном заводе tesla только процесс окончательной сборки требует участия большого количества рабочих. они используют ноги, чтобы передвигаться в пределах небольшого радиуса действия рабочей станции, собирают детали вручную или используют электрическую дрель для затягивания винтов. самый фундаментальный способ их замены – создать подобных людей.

если робот может «понять», как работать с помощью машинного обучения, ходить как человек и поднимать руки, чтобы выполнить работу на автомобильном заводе tesla, то его также следует использовать на других работах и ​​создавать эффекты масштаба. это естественный логический вывод, но каждая посылка в нем сложна. три года спустя у команды теслы нет даже четкого пути к реализации.

нечеткое исследование: как моделировать людей с помощью механических частей

до теслы ученые всего мира в течение почти 50 лет вели исследования по созданию функционального робота-гуманоида. задача, с которой они сталкиваются, легко понять от начала до конца. они используют металл, пластик, кремний и другие материалы для имитации человеческих костей и плоти и создают машину, которая может думать и двигаться как человек.

самым известным роботом-гуманоидом в отрасли является atlas производства boston dynamics, который может делать сальто назад, быстро бегать по неровной траве и гибко танцевать в помещении. но компания boston dynamics с самого начала отказалась от производства двух самых уникальных человеческих органов — рук и мозга. атлас может выполнять сложные движения, но только заранее заданными движениями. концы его рук представляют собой круглые пупырышки, как у дораэмона.

когда тесла разработал робота-гуманоида, первым, что он построил, были человеческие руки. человеческая рука имеет 27 степеней свободы, гибкое движение, высокочувствительные тактильные нервы и сильные возможности контроля силы.

в первоначальном плане тесла установил на руку робота 6 приводных двигателей, что позволяло оптимусу удерживать большинство объектов, но это было далеко не гибко. среди пяти пальцев только большой палец оснащен двумя моторами, которые могут сгибаться внутрь и поворачиваться влево и вправо. остальные четыре пальца оснащены только одним мотором, который может управлять сгибанием и поворотом. каждый исполнительный механизм в руке имеет металлическую проволоку, соединенную с двигателем. когда двигатель втягивает и отпускает металлическую проволоку, пальцы соответственно сгибаются и вытягиваются.

руки optimus второго поколения на данный момент имеют всего 11 степеней свободы. в мае этого года маск заявил, что optimus в этом году увеличит степень свободы рук до 22, приблизив ее к человеческой руке. у tesla теперь есть план по созданию нового поколения роботов.

но человеческие руки сделаны из плоти и крови, а не сварены или склепаны из разных частей, как руки роботов. когда человеческая рука движется, запястье не сталкивается с ладонью впереди, и сила не теряется внутри человеческой руки. однако эти проблемы могут возникнуть в роботизированных руках. структурная целостность руки робота связана со стабильностью и постоянством движений руки. тесла удалил многие соединительные устройства из руки оптимуса и использовал тросовый привод, имитирующий мышечную ткань человеческой руки, надеясь свести к минимуму потери мощности и задержку при движении руки робота.

люди ощущают давление посредством деформации конечностей и сдавливания нервных окончаний. оптимус измеряет давление посредством тока исполнительного механизма. привод обеспечивает оптимусу возможность удерживать объект, а ток соответствует выходной силе. человеческие руки имеют десятки тысяч тактильных датчиков, но рука оптимуса имеет только 6 датчиков давления и не может определять температуру.

для суставов ног tesla использует некоторые линейные приводы. по сравнению с традиционными поворотными приводами, линейные приводы могут быть расположены продольно, чтобы максимально использовать внутреннее пространство ног, располагать более крупные и длинные двигатели и обеспечивать большую движущую силу второго. ножные приводы оптимуса нового поколения достаточно сильны, чтобы поднять пианино весом в полтонны. но недостатком этого является то, что баланс ног робота сложнее контролировать, а разработка алгоритмов управления усложняется.

прежде чем позволить оптимусу идти, тесла также измерил механизм передачи каждого сустава человеческой ноги во время ходьбы и крутящий момент каждого сустава, чтобы сделать движения оптимуса максимально похожими на человеческие. с структурной точки зрения человеческое колено представляет собой эффективное четырехзвенное соединительное устройство. четыре кости плюс коленный сустав способны ходить, прыгать, приседать и выполнять другие действия, а также точно контролировать центр тяжести. сохранять равновесие и избегать падения. в настоящее время оптимус может ходить только медленно и до сих пор не может успешно выполнять такие действия, как приседание.

сотни костей и десятки суставов соединяют человеческое тело с более чем 200 степенями свободы, которые тесла упрощает до 28 степеней свободы оптимуса. эти степени свободы достигаются с помощью поворотных приводов трех разных размеров и трех линейных приводов. поворотные приводы располагаются на плечах и бедрах, которые требуют больших углов поворота, тогда как линейные приводы располагаются на коленях, локтях и других частях тела с небольшими углами поворота.

каждый привод оснащен такими компонентами, как ходовой винт, редуктор, двигатель, датчик и энкодер. двигатель подает мощность на привод, а винт преобразует вращательную силу компонента в силу растяжения для управления сокращением и разгибанием суставов; редуктор действует как соединение между костями человека и суставами и может усиливать силу за счет рычага.

увеличение свободы тела — это лишь первый шаг в моделировании людей с помощью оптимуса. tesla также продолжает снижать вес optimus, что позволит ему выполнять больше задач с той же мощностью. оптимус второго поколения весит 56,6 килограмма, что легче взрослого человека.

для создания хорошего робота-гуманоида гибкие, прочные, стабильные и недорогие аппаратные компоненты и материалы являются лишь основой. например, люди могут ловить движущиеся объекты, потому что человеческий мозг знает физические законы, такие как гравитация и ускорение, поэтому он может предсказывать траекторию, а тело обладает способностью двигаться для выполнения этого, казалось бы, простого действия.

в 2022 году tesla пересадит нейронную сеть машинного зрения в автомобильную систему fsd (полностью автономное вождение) в optimus. точно так же, как и обучение вождению автомобиля, позвольте оптимусу понимать реальный мир и реагировать соответствующим образом, позволяя ему учиться на человеческих действиях и прогрессе.

«автономное вождение требует, чтобы автомобиль избегал столкновений с любыми объектами в 2d-мире, но задача робота — активно сталкиваться с бесконечными объектами в 3d-мире и контактировать с ними». техническая сложность, необходимая для вождения, намного меньше, чем у руки робота.

«большая проблема заключается в том, что в области робототехники нет законов масштабирования». инвестор в области робототехники сказал, что это проблема, с которой сталкивается вся индустрия интеллектуальных роботов. с одной стороны, они не могут найти достаточно данных, чтобы найти достаточно данных. с другой стороны, обучать модели роботов. не существует подходящей архитектуры модели, которая могла бы обрабатывать огромные объемы данных.

в прошлом году тесла начал набирать людей в качестве учителей оптимуса с четким требованием иметь рост от 170 до 175 см, как у робота. этим людям необходимо носить устройства захвата движения с датчиками по всему телу, чтобы демонстрировать роботу, как люди используют свои суставы для движения. некоторые аналитики предполагают, что в будущем tesla сможет извлекать ключевые данные о движениях человека из огромных видеороликов и передавать их в optimus для обучения, что может ускорить скорость его обучения.

согласно нынешнему прогрессу, роботам-гуманоидам потребуется длительный период обучения и тренировок, чтобы соответствовать минимальным требованиям маска и заменить некоторых рабочих на автомобильных заводах tesla. аналитик tesla сообщил, что к середине этого года optimus прошел менее 60 процентов тестов на ходьбу на длину более 500 метров.

его оппонентами являются почасовые рабочие из техаса, которые зарабатывают 22 доллара в час. эти рабочие могут выполнить ряд сложных задач, таких как подбор деталей, поиск правильного места для завершения сборки и проверка качества за 50 секунд. эти люди не могут пройти 500 метров, прежде чем упадут и ждут, пока кто-нибудь им поможет. они могут осуществлять сложное общение и сотрудничество с другими людьми. однако они далеко не самые эффективные и низкооплачиваемые работники в мире.

маск может назвать только две вещи, которые делают оптимуса лучше людей. он серьезнее людей и не выходит из строя. при полной зарядке он может работать непрерывно в течение 16 часов.

предварительная подготовка: рассмотрите возможность массового производства, начиная с стадии концепции.

«массовое производство гуманоидных роботов чрезвычайно сложно, и его недооценивают».

при разработке роботов-гуманоидов команда теслы искала способы снизить стоимость и сложность массового производства. согласно «биографии маска», типичным примером является то, как позволить руке робота контролировать оказываемое давление и чувствовать его.

инженеры предложили множество решений, таких как использование тока от исполнительных механизмов в суставе пальца для измерения давления, размещение на кончиках пальцев конденсаторов, подобных тем, которые используются в сенсорных экранах мобильных телефонов, или встраивание датчиков или чипов давления воздуха и размещение крошечной камеры.

распространенной практикой в ​​робототехнике является установка датчиков давления в суставах рук человека, что дороже и сложнее в производстве.

увидев эти планы, главный конструктор tesla фон хольцхаузен задал лишь один вопрос: какова разница в стоимости? окончательным решением было использовать электрический ток в соединении, поскольку это не привело бы к увеличению количества деталей: стоимость контролируема, и его легко производить.

опыт и ресурсы, накопленные tesla при создании автомобилей, также были перенесены в проект робота-гуманоида. ранние версии двигателей, аккумуляторов, систем программного обеспечения и т. д. в роботах-гуманоидах модифицированы из аналогичных компонентов электромобилей. позже для его оптимизации будет использоваться инфраструктура программного обеспечения, созданная tesla в течение многих лет.

так же, как анализируя, как моторы управляют электромобилями по городу, они использовали систему моделирования для моделирования работы каждого из 28 суставов робота-гуманоида при выполнении различных действий, нашли между ними общие черты и упростили их до шести типов с более низкими показателями. низкие затраты на единицу продукции и вес.

на этом этапе у оптимуса есть много очевидных проблем. люди, близкие к тесле, говорят, что команда разработчиков программного обеспечения также работает над созданием замены для двух шестимерных датчиков силы на лодыжках оптимуса, которые громоздки и дороги и обеспечивают лишь частичную избыточность стабильности робота.

для tesla самой большой проблемой в массовом производстве роботов-гуманоидов является сделать их полезными и достаточно хорошими для использования. tesla еще не построила линию по сборке роботов и может собирать их только вручную. стоимость одного робота составляет примерно 100 000 долларов сша, но ценность, которую он может создать сейчас, минимальна.

после разработки достаточного количества полезных роботов tesla придется с нуля выстраивать недорогую цепочку поставок.

хотя вся отрасль имеет опыт производства различных деталей, используемых в роботах-гуманоидах, они обычно используются в высокотехнологичных производственных сценариях, и цены остаются высокими. например, швп обычно используются в дорогостоящем тяжелом машиностроении или аэрокосмическом оборудовании. прежде чем разработка робота была завершена, команда tesla начала выстраивать недорогую цепочку поставок.

с середины 2022 года tesla начала просить китайских поставщиков запчастей присылать детали на тестирование. среди наиболее представительных — поставщики электромобилей tesla tuopu и sanhua intelligent control, которые собирают приводы. они являются долгосрочными поставщиками tesla, поставляя литые алюминиевые детали для автомобилей. что касается уровня компонентов, существуют также бессердечниковые двигатели, используемые motors electronics для роботизированной руки tesla, и редукторы гармоник, используемые в совместных приводах компании greenland harmonics.

по-прежнему существует много неопределенностей относительно того, смогут ли эти поставщики запчастей в конечном итоге войти в цепочку производства роботов tesla. стоимость – преимущество китайских поставщиков. аналитик в области робототехники заявил, что те же детали китайские компании стоят как минимум на 30% дешевле, чем известные зарубежные компании, а некоторые даже на 80% дешевле. но между двумя партиями по-прежнему существует большой разрыв в производительности. мы узнали, что среди первой партии образцов, отправленных в раунде c, начиная с середины этого года, практически ни один китайский поставщик запчастей не соответствовал требованиям tesla.

инвестор, который был в контакте с командой tesla, сказал, что внутренняя цель tesla — создать цепочку поставок роботов-гуманоидов за пределами китая. это означает, что если китайские компании хотят поставлять роботов tesla, им необходимо сначала инвестировать за границу и построить заводы.

tesla собрала партию человекоподобных роботов для испытаний на своем заводе в остине в сша. по состоянию на июнь этого года только два робота несли на заводе батареи. нет смысла использовать робота-гуманоида стоимостью более 100 000 долларов для перевозки литиевых батарей. заводы по производству аккумуляторов обычно используют беспилотные мобильные транспортные средства с поддонами, стоимость загрузки которых составляет менее 10 000 долларов сша, и могут перемещать тысячи таких аккумуляторов одновременно.

маск снова запустил цикл, к которому он привык: использовать нереалистичные графики, заставлять членов команды выходить за пределы своих возможностей и приближаться к цели с задержкой за задержкой. однако иногда разрыв между ожиданиями и реальностью настолько велик, что даже одно или два поколения не могут его заполнить, как, например, электромобиль, который продвигал эдисон сто лет назад.

заглавное изображение: визуальный китай