美國當(dāng)?shù)貢r間9月30日，特斯拉于加州帕羅奧圖舉辦2022 AI Day活動。特斯拉CEO埃隆·馬斯克與特斯拉工程師團隊現(xiàn)身會場，帶來了TeslaBot人形機器人“Optimus”原型機的全球首秀，率先進入科技“次世代”。馬斯克還表達了對AI、機器人領(lǐng)域高端人才的歡迎，稱：“我們希望通過展示新技術(shù)吸引全球人才加入，共同努力把人工智能做得更好，為全人類做出貢獻。”
此外，特斯拉還公布了FSD（完全自動駕駛能力）和Dojo超級計算機的最新進展。目前，特斯拉已在超過16萬輛車上進行了FSD Beta版系統(tǒng)測試，僅一年內(nèi)就訓(xùn)練了7.5萬個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
Optimus機器人原型機首秀，馬斯克：最快3年量產(chǎn)
“今天是我們第一次將Tesla Bot展現(xiàn)給世人，準備好了嗎？”在馬斯克的話音中，Optimus原型機重磅登場，轉(zhuǎn)身、停止、揮手問候等流暢動作引起觀眾歡呼。
這是Optimus第一次在無人操作的情況下自主行走，特斯拉沒有為它安裝外殼，而是直接將內(nèi)部構(gòu)造呈現(xiàn)出來，關(guān)節(jié)、骨骼、電纜等設(shè)備清晰可見，直觀展示每個動作細節(jié)。特斯拉還在視頻中展現(xiàn)了現(xiàn)實中Optimus的使用場景。辦公室內(nèi)，它靈活地提起水壺澆花、雙手搬運物料至目標位置、準確定位周圍人員并主動避讓。據(jù)媒體報道，特斯拉弗里蒙特工廠中Optimus已經(jīng)開始投入簡單工作，并為其規(guī)劃了相應(yīng)行動路線。
馬斯克表示：“我們的產(chǎn)量應(yīng)該可以達到數(shù)百萬臺，預(yù)計它的價格比汽車便宜得多，預(yù)估機器人最終價格將達到2萬美元以下。”他還預(yù)測，3-5年間Optimus即可量產(chǎn)上市。
“推不倒”的“擎天柱”：更高的自由度與更靈活的風(fēng)險應(yīng)對
去年AI Day后，短短6個月時間TeslaBot就從一個概念迅速走向現(xiàn)實。今年活動現(xiàn)場上，特斯拉多位工程師講解了Optimus機器人的設(shè)計原理與研發(fā)故事。
特斯拉在機器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計上，基于對人體特征的洞察，深度思考各執(zhí)行器與電力系統(tǒng)布局。機器人軀干處搭載了2.3 kWh、52V電池包，高度集成了充電管理、傳感器和冷卻系統(tǒng)。“這意味著從傳感到融合、再到充電管理，都匯集到這一系統(tǒng)內(nèi)，這也是借鑒了我們在汽車設(shè)計方面的經(jīng)驗。”特斯拉工程師表示。
Optimus身體共有28個自由度，采用了更加靈活的彈簧負載設(shè)計與6種類型執(zhí)行器，關(guān)節(jié)采用仿生學(xué)關(guān)節(jié)設(shè)計，模擬人類關(guān)節(jié)與肌腱形態(tài)，手部則采用人體工程學(xué)設(shè)計，擁有11個自由度。而在“感官”上，在經(jīng)過完全自動駕駛能力系統(tǒng)的實際應(yīng)用驗證后，特斯拉強大的計算機視覺已可直接應(yīng)用于機器人。
目前，Optimus已經(jīng)可以完成行走、上樓梯、下蹲、拿取物體等動作，靈活的雙手得益于合理的手指關(guān)節(jié)設(shè)置，柔韌性和強度表現(xiàn)俱佳，執(zhí)行器既能夠承受約半噸重的鋼琴這樣的重物，也可以完成輕薄物體抓取、操作機械裝置、復(fù)雜手勢等高精度動作。
行走，對于人類來說可能是再簡單不過的日常動作，但機器人要實現(xiàn)穩(wěn)定行走則充滿巨大挑戰(zhàn)。首先特斯拉需要讓機器人具備物理層面的自我認知，保障運動能效、保持平衡以及迅速應(yīng)對環(huán)境中的風(fēng)險，同時也要兼顧四肢長度、重量等方面。“我們一直在從生物學(xué)中汲取更多靈感，”特斯拉工程師表示，“而在運動、規(guī)劃和控制性上，我們在汽車領(lǐng)域已經(jīng)積累了充分經(jīng)驗，在機器人上得以活用。”
同時，特斯拉還基于汽車安全模擬分析能力打造機器人安全性。在交通事故模擬中，特斯拉通過軟件優(yōu)化和改進車輛潰縮、電池保護等提升安全表現(xiàn)，而在機器人設(shè)計上，特斯拉也以同樣的方式保障Optimus保護自身和周圍人安全的能力。如在跌倒、碰撞等外部狀況下，機器人將采取和人類一致的決策——最大程度優(yōu)先保障“大腦”安全，其次是軀干電池組的安全，這兩部分的重要性也不言而喻。
目前，Optimus不僅可以平穩(wěn)行走，也能在少量外部干擾的情況下依舊保持平衡。現(xiàn)場視頻中，特斯拉還展示了Optimus被工作人員用木棍戳刺上半身，但并未摔倒或長時間搖晃，僅稍微前傾后便穩(wěn)住姿態(tài)，出色地應(yīng)對了挑戰(zhàn)。
應(yīng)用FSD訓(xùn)練經(jīng)驗，高效構(gòu)建機器人“大腦”
“機器人需要有‘大腦’，也就是人工智能。”馬斯克說。在設(shè)計、訓(xùn)練與制造Optimus的過程中，特斯拉大量應(yīng)用了人工智能技術(shù)，并在現(xiàn)場介紹了Optimus的中央計算機。
Optimus搭載與特斯拉車輛相同的FSD電腦以及Autopilot相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動駕駛技術(shù)上的研究成果也幫助特斯拉在人形機器人領(lǐng)域打下了堅實基礎(chǔ)。“其實特斯拉車輛已經(jīng)安裝了FSD電腦，我們希望可以將自動駕駛經(jīng)驗與人形平臺相結(jié)合，”特斯拉工程師表示，“但機器人的實際需求和形式都與汽車存在差異，所以我們還需要適當(dāng)調(diào)整。”
特斯拉希望機器人的“大腦”要盡可能做到人類大腦所能實現(xiàn)的一切，比如處理視覺數(shù)據(jù)、基于多個傳感器輸入做出行動決策、支持通信交流等。Optimus采用了與Tesla車輛相同的芯片，支持Wi-Fi、LTE鏈接和音頻交流，系統(tǒng)軟硬件的安全性保障也再度提升。
同時，Optimus也通過動作捕捉“學(xué)習(xí)”人類。以搬運物品為例，特斯拉工作人員通過穿戴式設(shè)備輸入動作，機器人通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，從在同一地點完成相同的動作，到進化推演出在其他場景下的方案，從而學(xué)會在不同環(huán)境中搬運不同的物品。
將會是一座全新科技里程碑
從2021年8月概念初次發(fā)布，到2022年4月第一次“蹣跚學(xué)步”，再到如今的原型機重磅亮相，Optimus的到來將會是一座全新科技里程碑，為社會與經(jīng)濟發(fā)展帶來重大積極意義。
“談到機器人就會想到經(jīng)濟發(fā)展。經(jīng)濟的根本要素是勞動力，如果我們可以使用機器人來實現(xiàn)更低的勞動力成本，終將帶來更快速的經(jīng)濟發(fā)展。”馬斯克表示，將來在機器人的參與下，人們可以自由選擇工作，其中簡單的重復(fù)性工作可交由機器人完成，這類工作對于人類而言將成為一種選擇，而不是必須。
馬斯克認為，解決機器人核心的智能和執(zhí)行器相關(guān)問題后，還可進一步“錦上添花”。將來Optimus在不斷進化后，既能非常“有效”地完成任務(wù)，也可以成為我們的伙伴。人們可以帶它出去吃喝玩樂、為它穿上各色服裝、選擇多種相處方式讓它形成獨特的性格。“我相信在每個人的創(chuàng)意下，將創(chuàng)造出繽彩紛呈的Optimus。”馬斯克說。
FSD、Dojo超級計算機公布最新進展，訓(xùn)練效率千倍提升
不僅率先跨入了人形機器人領(lǐng)域，特斯拉在智能汽車領(lǐng)域也仍然快步前行。過去一年，在Dojo超級計算機的幫助下，特斯拉FSD取得了長足提升。
一年中，特斯拉FSD Beta測試版本的參與人數(shù)實現(xiàn)了80倍的增長。“2021年，有2000輛車參與了FSD Beta版本軟件的測試，而目前我們已經(jīng)把這個數(shù)據(jù)擴大到了16萬輛。”特斯拉工程師介紹，2021年，特斯拉一共訓(xùn)練了7.5萬個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，相當(dāng)于每8分鐘就訓(xùn)練一個，并推送了35個版本更新。現(xiàn)在FSD Beta版本軟件已經(jīng)可以一定程度上實現(xiàn)完全自動駕駛，如從一個停車場導(dǎo)航到另一個停車場、制動等待交通燈、在十字路口和其他目標進行協(xié)調(diào)等。
而這些都得益于特斯拉應(yīng)用Dojo超級計算機以來在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練上的進步。特斯拉從一開始就意識到高效率的芯片可以更好地為自動駕駛服務(wù)，特斯拉工程師表示，算力是自動駕駛的根本：“我們要讓Dojo超級計算機成為在AI訓(xùn)練方面全球最強的超算系統(tǒng)。”
特斯拉不對Dojo的設(shè)計設(shè)限，它可以提供非常龐大且高效的系統(tǒng)。Dojo超級計算機投入使用后，特斯拉在代碼、設(shè)計方面已經(jīng)實現(xiàn)了30%的訓(xùn)練速度提升，如通過自動標注技術(shù)，特斯拉將訓(xùn)練場景的標注速度大幅提升，在人工操作的情況下這些或許需要一兩周甚至幾個月時間。
在超高算力加持下，Dojo運行“StableDiffusion”完成如下幾張圖片的渲染只用了幾分鐘。接下來，特斯拉還將把強大渲染能力與特斯拉設(shè)計相匹配。
而只使用一個由25個D1芯片組成的訓(xùn)練模塊，就能實現(xiàn)6個GPU Boxes的性能，且成本低于一個GPUBox。
只需要4個Dojo超級計算機機柜的算力，就能實現(xiàn)72個GPU機柜的自動標注性能。
在高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練下，特斯拉FSD軟件在技術(shù)層面已經(jīng)逐漸趨于成熟。馬斯克表示：“目前FSD軟件已經(jīng)可以適用于全球各個地區(qū)的路況，如果地方監(jiān)管政策允許，我們可以在今年年底面向全球推出FSD Beta版本軟件。”
作為一家硬核的科技公司，特斯拉將以超級計算機Dojo引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。特斯拉表示將在2023年第一季度布置第一批10個Dojo超級計算機機柜，即算力超過1.1EFLOPS的ExaPOD，將自動標注能力提升2.5倍；將來，特斯拉共將在帕羅奧圖布置7個這樣的集群，提供難以想象的龐大算力。
馬斯克稱，此次AI Day活動目的是吸納AI和機器人領(lǐng)域的工程人才，內(nèi)容相當(dāng)“硬核”。小到機器人的關(guān)節(jié)設(shè)計、人工智能的工作邏輯與訓(xùn)練細節(jié)，大到特斯拉的規(guī)劃、機器人與智能汽車的前景都為公眾一一呈現(xiàn)。
“我們希望不僅僅有好的想法，還要有好的結(jié)果，”馬斯克說，“希望大家對特斯拉的認識跳出電動汽車的范圍，我們在AI方面已經(jīng)成為先行者，軟硬件層面都進行了大量探索。我們也在構(gòu)建更強的系統(tǒng)、全球最強的計算機結(jié)構(gòu)。如果大家有興趣可以加入我們，貢獻自己的聰明才智，一起影響世界。”
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