noticias

la dificultad es que musk quiere construir personas, no máquinas.

texto: he qianming li zinan
editor: he qianming huang junjie

"incluso si mañana soy abducido por extraterrestres, tesla resolverá el problema de la conducción autónoma. pero no sé cómo tesla puede ganarle a optimus". en la reunión de informes financieros de abril de este año, musk dijo que debería obtener 500. una de las razones del salario de 100 millones de dólares.

una persona que ha estado en contacto con el equipo de tesla nos dijo que poco antes de que musk dijera esto, le pidió al equipo de robots humanoides que hiciera un avance significativo durante este año: permitir que los robots entraran en la línea de producción para completar algún trabajo. si no se consigue, se realizarán más despidos y "el equipo estará bajo una presión cada vez mayor".

descubrimos que se han producido cientos de robots humanoides optimus, pero aún no están listos para las líneas de producción y solo pueden usarse para recopilar datos y probar diferentes diseños.

este proyecto de robot humanoide, que se impulsará en 2021, es diametralmente opuesto a la lógica de tesla a la hora de desarrollar otros productos. en la fabricación de automóviles, tesla comenzó con el altamente rentable deportivo eléctrico roadster, mejoró gradualmente la eficiencia de la producción y construyó el económico modelo 3. la conducción autónoma también va de menos a más, mejorando mientras se vende.

en cuanto a los robots humanoides, musk quiere hacerlo bien en un solo paso, y la producción en masa debe realizarse en su forma definitiva: el costo es tan bajo como menos de 20.000 dólares estadounidenses, menos que el ingreso anual de un trabajador manual estadounidense; pero es lo suficientemente inteligente como para reemplazar los puestos de trabajo de algunos trabajadores.

en los últimos tres años, musk ha hablado en público tanto de optimus como de conducción autónoma y lo considera una esperanza para respaldar la valoración de tesla de que “si tenemos un robot humanoide con sensibilidad, podrá realizar las tareas necesarias”. , la productividad mejorará enormemente y no habrá límites al crecimiento económico”.

el mercado de valores de china ha especulado sobre el concepto de cadena de suministro robótica de tesla durante varias rondas, pero la gran historia de musk no ha hecho mucho para impulsar el precio de las acciones de tesla. desde el máximo de 2022,teslael valor de mercado ha caído casi un 40%.

el desafío que enfrenta el equipo de robótica de tesla es que es básicamente imposible construir un robot que se comporte como un humano en un solo paso. en la actualidad, solo pueden adoptar algunos compromisos de ingeniería, que pueden estar dirigidos a escenarios de trabajo específicos, como apretar tornillos, y específicamente entrenar modelos para permitir que los robots humanoides desempeñen un papel primero. en cuanto a si musk puede aceptar el resultado del compromiso, aún no está claro.

la mayor dificultad: hacer humanos, no dispositivos mecánicos humanoides

según "musk biography", a principios de 2021, musk reprodujo un video del robot humanoide atlas de boston dynamics en la reunión ejecutiva de tesla. en la imagen, el robot humanoide puede completar acciones difíciles de manera flexible como un humano. "los robots humanoides están aquí, les guste o no. deberíamos estar en el juego", dijo a los ejecutivos presentes.

su objetivo es claro: debe ser un robot humanoide con la misma forma corporal que un humano, en lugar de un dispositivo mecánico de cuatro patas o ruedas fabricado por boston dynamics u otras empresas. además, el robot debe aprender a través de la observación visual como un ser humano y aprender a completar el trabajo con sus manos, en lugar de que los ingenieros introduzcan cada línea de instrucciones de trabajo por adelantado, como boston dynamics o las empresas tradicionales de brazos robóticos.

boston dynamics lanzará el vídeo del robot atlas a finales de 2020. fuente: dinámica de boston.

los robots anteriores estaban diseñados para escenarios especializados, lo que daba como resultado una versatilidad insuficiente y una capacidad de producción limitada. según datos de la federación internacional de robótica, en 2023 las ventas mundiales totales de robots industriales serán de sólo 590.000 unidades, aproximadamente la mitad de la producción de relojes rolex. estas 590.000 unidades todavía se encuentran en al menos docenas de formas especializadas que no son comunes entre sí. la mayoría de ellas producen unos pocos cientos de unidades por año, sin ningún efecto de escala.

la historia del robot tesla que todas las empresas de robótica humanoide cuentan en este momento es que nuestros lugares de trabajo y herramientas están diseñados para las personas. si los robots humanoides se hacen realidad, podrán completar una variedad de tareas con un conjunto de hardware sin necesidad de un desarrollo personalizado, y será posible producir en masa el mismo modelo. cuando musk habla de proyectos de robots humanoides, a menudo habla de escala y quiere producir millones, decenas de millones o incluso miles de millones de unidades. “la producción en masa es igualmente importante para los robots humanoides, para que puedan ser menos costosos".

la diferencia es que pocas empresas de robots humanoides insisten en fabricar humanoides. por lo general, eligen una ruta de compromiso, utilizando varias abrazaderas para reemplazar las manos humanas o ruedas para reemplazar las piernas. primero resuelven algunos problemas y generan algún valor comercial, y luego iteran hacia el paso de los humanoides. a paso.

pero musk fue intransigente. en la discusión semanal sobre robots humanoides, rechazó una gran cantidad de propuestas de diseño que no eran humanas, como instalar diferentes herramientas en el brazo del robot para realizar diferentes tareas. creía que solo usar las manos sería suficiente.

los ingenieros de tesla también sintieron que el dedo meñique del robot era inútil, pero como quitarlo era "demasiado aterrador" e inhumano, lo conservaron. la alternativa era extender la longitud del dedo meñique para que pudiera desempeñar más funciones. musk también solicitó muy específicamente que los dedos del robot tuvieran la forma cónica del dedo de una mujer. estableció la altura del robot en 5 pies y 8 pulgadas (casi 1,73 metros), ligeramente más corta que la altura promedio de un hombre adulto estadounidense; le pidió que pareciera un elfo andrógino para que "no sientas que podría quererlo". hacerte daño."

un inversor que ha estado en contacto con el equipo de tesla dijo que la insistencia de musk en la forma humana pretende sustituir el último eslabón que restringe a los trabajadores de la fabricación de automóviles. en ese momento, tesla había escapado por completo del infierno de la producción, vendiendo 500.000 vehículos el año pasado, y el precio de sus acciones en continuo aumento impulsó a musk a convertirse en el hombre más rico del mundo. pero la fábrica de automóviles de tesla en california produce 8.550 vehículos por semana, acercándose a su límite de capacidad. tesla se dio cuenta de que la eficiencia de los trabajadores había llegado a su límite. si quería ir más rápido, sólo podía construir herramientas más fuertes que las personas.

la fabricación de automóviles es uno de los procesos de producción industrial más automatizados. el brazo robótico nacido en los años 60 se utilizó por primera vez en fábricas de automóviles para transportar y soldar piezas. en la fábrica de automóviles de tesla, sólo el proceso de ensamblaje final requiere la participación de una gran cantidad de trabajadores. usan sus piernas para moverse dentro de un pequeño rango de la estación de trabajo, ensamblan piezas a mano o usan un taladro eléctrico para apretar tornillos. la forma más fundamental de reemplazarlos es crear personas similares.

si un robot puede "comprender" cómo trabajar mediante el aprendizaje automático, caminar como un humano y levantar la mano para completar el trabajo en la fábrica de automóviles tesla, entonces también debería usarse en otros trabajos y producir efectos de escala. esta es una derivación lógica natural, pero todas las premisas que contiene son difíciles. tres años después, el equipo de tesla ni siquiera tiene un camino claro hacia la implementación.

exploración difusa: cómo simular humanos con piezas mecánicas

antes de tesla, científicos de todo el mundo habían estado investigando durante casi 50 años para crear un robot humanoide funcional. la tarea a la que se enfrentan es fácil de entender de principio a fin. utilizan metal, plástico, silicio y otros materiales para simular huesos y carne humanos, y crean una máquina que puede pensar y moverse como un ser humano.

el robot humanoide más famoso de la industria es atlas, fabricado por boston dynamics, que puede hacer volteretas hacia atrás, correr rápidamente sobre césped irregular y bailar con flexibilidad en interiores. pero boston dynamics renunció desde el principio a fabricar los dos órganos humanos más singulares: las manos y el cerebro. atlas puede completar movimientos difíciles, pero sólo en movimientos preestablecidos. los extremos de sus brazos son granos redondos como doraemon.

cuando tesla desarrolló un robot humanoide, lo primero que construyó fueron manos humanas. la mano humana tiene 27 grados de libertad, movimiento flexible, nervios táctiles altamente sensibles y fuertes capacidades de control de fuerza.

en el plan inicial, tesla instaló 6 motores de accionamiento en la mano del robot, lo que permitió a optimus sostener la mayoría de los objetos, pero estaba lejos de ser flexible. entre los cinco dedos, solo el pulgar está equipado con dos motores que pueden doblarse hacia adentro y girar hacia la izquierda y hacia la derecha. los cuatro dedos restantes solo están equipados con un único motor que puede controlar la flexión y el balanceo. cada actuador en la mano tiene un cable metálico conectado al motor. cuando el motor se retrae y suelta el cable metálico, los dedos se doblan y extienden en consecuencia.

las manos del optimus de segunda generación actualmente sólo tienen 11 grados de libertad. en mayo de este año, musk afirmó que optimus aumentaría el grado de libertad de la mano a 22 este año, acercándolo a la mano humana. tesla ahora tiene un plan para una nueva generación de robots.

pero las manos humanas están hechas de carne y hueso, no soldadas ni remachadas en diferentes partes como las manos robóticas. cuando la mano humana se mueve, la muñeca no chocará con la palma del frente y no se perderá energía dentro de la mano humana. sin embargo, estos problemas pueden ocurrir en manos robóticas. la integridad estructural de la mano del robot está relacionada con la estabilidad y consistencia de los movimientos de la mano. tesla eliminó muchos de los dispositivos de conexión de la mano optimus y utilizó una cuerda hecha de cables para imitar el tejido muscular de la mano humana, con la esperanza de minimizar la pérdida de energía y el retraso cuando la mano del robot se mueve.

las personas sienten la presión a través de la deformación de las extremidades y la compresión de las terminaciones nerviosas. optimus mide la presión a través de la corriente del actuador. el actuador proporciona a optimus la fuerza para sostener el objeto, y la corriente corresponde a la salida de fuerza. las manos humanas tienen decenas de miles de sensores táctiles, pero la mano de optimus sólo tiene 6 sensores de presión y no puede detectar la temperatura.

para las articulaciones de las piernas, tesla utiliza algunos actuadores lineales. en comparación con los actuadores giratorios tradicionales, los actuadores lineales se pueden disponer longitudinalmente para maximizar el uso del espacio interno de las piernas, disponer motores más grandes y más largos y proporcionar una mayor fuerza de propulsión del segundo. los actuadores de patas del optimus de última generación son lo suficientemente fuertes como para levantar un piano de media tonelada. pero la desventaja de esto es que el equilibrio de las piernas del robot es más difícil de controlar y el desarrollo de algoritmos de control se vuelve más complicado.

antes de dejar caminar a optimus, tesla también midió el mecanismo de transmisión de cada articulación de la pierna humana al caminar y el torque de cada articulación para hacer que los movimientos de optimus fueran lo más humanos posible. desde un punto de vista estructural, la rodilla humana es un eficiente dispositivo de articulación de cuatro barras. los cuatro huesos más la articulación de la rodilla son capaces de caminar, saltar, ponerse en cuclillas y otras acciones, y pueden controlar con precisión el centro de gravedad. mantener el equilibrio y evitar caer. actualmente, optimus solo puede caminar lentamente y aún no puede completar con éxito acciones como ponerse en cuclillas.

cientos de huesos y decenas de articulaciones conectan el cuerpo humano con más de 200 grados de libertad, que tesla simplifica a los 28 grados de libertad de optimus. estos grados de libertad se logran mediante tres tamaños diferentes de actuadores giratorios y tres actuadores lineales. los actuadores giratorios se distribuyen en los hombros y las caderas que requieren rotaciones de gran ángulo, mientras que los actuadores lineales se distribuyen en las rodillas, codos y otras partes con pequeños ángulos de oscilación.

cada actuador está equipado con componentes como husillo, reductor, motor, sensor y codificador. el motor proporciona energía al actuador y el tornillo convierte la fuerza de rotación del componente en una fuerza de tracción para controlar la contracción y extensión de la articulación; el reductor funciona como la conexión entre los huesos y las articulaciones humanos y puede amplificar la fuerza mediante palanca.

aumentar la libertad corporal es sólo el primer paso para simular personas con optimus. tesla también continúa reduciendo el peso de optimus, lo que le permitirá completar más tareas con la misma potencia. el optimus de segunda generación pesa 56,6 kilogramos, más ligero que un ser humano adulto.

para fabricar un buen robot humanoide, los componentes y materiales de hardware flexibles, duraderos, estables y de costo controlable son solo la base. por ejemplo, las personas pueden atrapar objetos en movimiento porque el cerebro humano conoce leyes físicas como la gravedad y la aceleración, por lo que puede predecir la trayectoria, y el cuerpo tiene la capacidad de moverse para completar esta acción aparentemente simple.

en 2022, tesla trasplantará la red neuronal de visión artificial del fsd (conducción totalmente autónoma) del automóvil a optimus. al igual que enseñar a conducir un automóvil, deje que optimus comprenda el mundo real y responda de manera adecuada, permitiéndole aprender de las acciones y el progreso humanos.

"la conducción autónoma requiere que el automóvil evite colisionar con cualquier objeto en un mundo 2d, pero la tarea del robot es colisionar activamente y contactar con infinitas cosas en el mundo 3d", dijo un inversor que se puso en contacto con el equipo de tesla. la complejidad técnica necesaria para conducir es mucho menor que la de una mano de robot.

"el mayor problema es que no existen leyes de escala en el campo de la robótica". un inversor en el campo de la robótica afirma que este es un problema al que se enfrenta toda la industria de los robots inteligentes. por un lado, no pueden encontrar suficientes datos para hacerlo. entrenar modelos de robots, por otro lado, no existe una arquitectura de modelo adecuada que pueda digerir cantidades masivas de datos.

tesla comenzó a reclutar humanos para que fueran profesores de optimus el año pasado, con un requisito claro de tener entre 170 cm y 175 cm de altura, similar a la de un robot. estas personas necesitan usar dispositivos de captura de movimiento con sensores en todo el cuerpo para demostrarle al robot cómo las personas usan sus articulaciones para moverse. algunos analistas especulan que tesla podría extraer datos clave sobre los movimientos humanos de videos masivos en el futuro y enviarlos a optimus para su aprendizaje, lo que podría acelerar su velocidad de aprendizaje.

según los avances actuales, los robots humanoides necesitarán un largo período de aprendizaje y formación para cumplir los requisitos mínimos de musk y sustituir a algunos trabajadores en las fábricas de automóviles de tesla. un analista de tesla dijo que a mediados de este año optimus pasaba menos del 60 por ciento de las pruebas de marcha de más de 500 metros.

sus oponentes son trabajadores por horas en texas que ganan 22 dólares la hora. estos trabajadores básicamente pueden completar una serie de tareas complejas como recoger piezas, encontrar la posición correcta para completar el ensamblaje y verificar la calidad en 50 segundos. estas personas no pueden caminar 500 metros antes de caerse y esperar a que alguien los ayude. pueden completar una comunicación y colaboración complejas con otras personas. sin embargo, están lejos de ser los trabajadores más eficientes y peor pagados del mundo.

musk solo puede nombrar dos cosas que hacen que optimus sea mejor que los humanos. es más serio que los humanos y no deserta. puede funcionar continuamente durante 16 horas cuando está completamente cargado.

preparación anticipada: considere la producción en masa desde la etapa conceptual

"es extremadamente difícil producir (robots humanoides) en masa y está subestimado". cuando se celebró el día de la ia en agosto de 2021, el proyecto de robot humanoide de tesla todavía era un concepto y musk presagió las dificultades que enfrentaría.

al diseñar robots humanoides, el equipo de tesla buscaba formas de reducir el coste y la dificultad de la producción en masa. según "musk biography", un ejemplo típico es cómo dejar que la mano del robot controle la presión ejercida y sienta la presión.

los ingenieros han propuesto una variedad de soluciones, como usar corriente de actuadores en la articulación del dedo para medir la presión, colocar capacitores en las yemas de los dedos similares a los que se usan en las pantallas táctiles de los teléfonos móviles, o incorporar sensores o chips de presión de aire y colocar una cámara diminuta.

una práctica común en la industria de la robótica es instalar sensores de presión en las articulaciones de la mano humana, lo cual es más caro y difícil de fabricar.

al ver estos planes, el diseñador jefe de tesla, von holzhausen, solo hizo una pregunta: ¿cuál es la diferencia de costo? la solución final fue utilizar corriente eléctrica en la unión, porque no añadiría piezas: el coste es controlable y es fácil de producir.

la experiencia y los recursos acumulados por tesla en la construcción de automóviles también se han trasladado al proyecto del robot humanoide. las primeras versiones de los motores, baterías, sistemas de software, etc. de los robots humanoides se modifican a partir de componentes similares de los vehículos eléctricos. posteriormente, se utilizará la infraestructura de software establecida por tesla durante muchos años para optimizarlos.

al igual que analizaron cómo los motores impulsan los vehículos eléctricos por la ciudad, utilizaron un sistema de simulación para simular el rendimiento de cada una de las 28 articulaciones del robot humanoide al realizar diversas acciones, encontraron puntos en común entre ellas y las simplificaron en seis tipos con menor costos unitarios y pesos bajos.

hay muchos problemas obvios con optimus en esta etapa. personas cercanas a tesla dicen que el equipo de software también está trabajando en formas de codificar reemplazos para los dos sensores de fuerza de seis dimensiones en los tobillos de optimus, que son voluminosos y costosos y proporcionan sólo una redundancia parcial a la estabilidad del robot.

para tesla, el mayor desafío en la producción en masa de robots humanoides es hacerlos útiles y lo suficientemente buenos para su uso. tesla aún no ha construido una línea de ensamblaje de robots y sólo puede ensamblarlos manualmente. el costo de un solo robot es de aproximadamente 100.000 dólares, pero el valor que puede crear ahora es mínimo.

después de desarrollar suficientes robots útiles, tesla tendrá que construir una cadena de suministro de bajo costo desde cero.

aunque toda la industria tiene experiencia en la producción de diversas piezas utilizadas en robots humanoides, normalmente se utilizan en escenarios de fabricación de alta gama y los precios siguen siendo altos. por ejemplo, los husillos de bolas se utilizan generalmente en maquinaria pesada costosa o en equipos aeroespaciales. tesla hizo preparativos anticipados. antes de finalizar el diseño del robot, el equipo comenzó a construir una cadena de suministro de bajo costo.

a partir de mediados de 2022, tesla comenzó a pedir a los proveedores de piezas chinos que enviaran piezas para probarlas. entre los más representativos se encuentran los proveedores de vehículos eléctricos de tesla, tuopu y sanhua intelligent control, que ensamblan actuadores. son proveedores a largo plazo de tesla y suministran piezas estructurales de aluminio fundido para el automóvil. específicamente a nivel de componentes, también hay motores sin núcleo utilizados por motors electronics para la mano robótica de tesla y reductores de armónicos utilizados en actuadores conjuntos por greenland harmonics.

todavía hay muchas incertidumbres sobre si estos proveedores de piezas podrán eventualmente ingresar a la cadena industrial de robots tesla. el costo es la ventaja de los proveedores chinos. un analista en el campo de la robótica dijo que, para las mismas piezas, las empresas chinas son al menos un 30% más baratas que las conocidas empresas extranjeras, y algunas incluso un 80% más baratas. pero todavía existe una gran brecha en el desempeño entre las dos partes. nos enteramos de que entre el primer lote de muestras enviado en la ronda c que comenzó a mediados de este año, básicamente ningún proveedor de repuestos chino cumplió con los requisitos de tesla.

un inversor que ha estado en contacto con el equipo de tesla dijo que el objetivo interno de tesla es establecer una cadena de suministro de robots humanoides fuera de china. esto significa que si las empresas chinas quieren suministrar robots tesla, primero deben invertir en el extranjero y construir fábricas.

tesla ha ensamblado un lote de robots humanoides para realizar pruebas en su fábrica de austin, estados unidos. en junio de este año, sólo dos llevaban baterías en la fábrica. no tiene ningún valor utilizar un robot humanoide que cuesta más de 100.000 dólares para transportar baterías de litio. las fábricas de baterías generalmente utilizan vehículos móviles no tripulados con paletas que cuestan menos de 10.000 dólares para cargar las baterías y pueden mover miles de ellas a la vez.

musk una vez más inició el ciclo al que estaba acostumbrado: utilizar cronogramas poco realistas, presionar a los miembros del equipo para que excedieran sus límites y acercarse a la meta retraso tras retraso. sin embargo, a veces, la brecha entre las expectativas y la realidad es tan grande que ni siquiera una o dos generaciones pueden llenarla, como el coche eléctrico que edison impulsó hace cien años.

imagen del título: visual china