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Atlas 的发源与早期版块

波士顿能源东谈主形机器东谈主 Atlas 的发源不错追意象好意思国国防高档磋议计划局（DARPA）主导的 PETMAN 花式。PETMAN 是一个假想用于检测化学防卫衣的东谈主形机器东谈主，能模拟士兵在施行条目下对防卫服的作用，不仅能均衡本身和目田行走、盘曲体格，还能作念各式对化学防卫衣有压力作用的健好意思体操，并通过模拟防卫服内东谈主体生理学来戒指温度、湿度和出汗。基于 PETMAN，波士顿能源在 2013 年推出了初版 Atlas 机器东谈主。初版 Atlas 身高约 1.8 米，重达 150 公斤，由航空级铝和钛建造，配备两个视觉系统 —— 一个激光测距仪和一个立体摄影机，由机载电脑戒指，行动领有 28 度的目田度。它的主要特色是需要一根长长的线进行供电，不错在实验室环境中走过铺满石块的谈路并保持均衡，在单脚耸峙地能承受一定的外部撞击，在履带上行走碰到拦阻物时会自动更新步态筹谋落场地，介意境环境也能保持较好的均衡性。

Atlas 的迭代与进化

跟着时辰的推移，Atlas 资格了屡次迭代。2015 年年齿首，为了参加六月初的 DARPA 机器东谈主挑战赛，Atlas 完成了第一次首要进化，全身百分之七十五被再行假想，变得愈加结识、快速、安静，收货于死后的电板大背包，脱离了电缆敛迹。2016 年 2 月，新版 Atlas 不错独处雪地行走、均衡智商苍劲，跌倒了还能爬起来，还能主动掀开房门、搬运货色。2017 年 11 月，Atlas 见效完成后空翻动作，展示了令东谈主战栗的体操动作。而后，Atlas 抑制升级，在 2018 年 5 月不错介意境草地上慢跑、舒缓跨过拦阻物，2019 年 9 月又掌合手了体操生人段。

Atlas 的本事特色与上风

Atlas 的本事特色和上风主要体咫尺其苍劲的均衡智商、畅通性能和自主行动智商上。它大要在各式复杂地形上保持均衡，如走过铺满石块的谈路、在雪地中行走等。其畅通性能不凡，大要完成高难度的体操动作、后空翻、越过等。此外，新一代的 Atlas 大要靠本身的传感器感知环境，从而自主行动，诈欺头部的 RGB 录像头和 TOF 深度传感器获取环境信息，构建 3D 舆图，并基于此筹谋旅途和谋略每一步的落脚点。

二、硬件与软件升级

（一）苍劲的硬件性能提高

波士顿能源的 Atlas 机器东谈主从液压驱动滚动为全电动驱动后，带来了显赫的硬件性能提高。全电动系统赋予了 Atlas 更大的纯真性和畅通范围，使其动作愈加知道和安静。比拟液压驱动，电动系统减少了复杂软管和阀门的管制，收尾了苍劲的扭矩输出。

头部假想为一个相同环形灯的圆形屏幕，不仅增强了功能性，还提高了东谈主机互动的体验。机械骨架也愈加轻巧，外不雅愈加流线型，展现出改日科技的魔力。这种新式机械骨架莫得任何泄漏线缆，与前代比拟愈加浅显好意思不雅。

从俯卧情状赶快起身、头部和躯干的 180 度旋转等动作，充分展示了 Atlas 的不凡均衡智商。其均衡智商的提高收货于全电动系统对要道扭矩的精确戒指，以及高性能电动扩充器的应用。这些扩充器在大多数要道位置打造了一套定制化、高功率且相等纯的确安设，领有巨大的行径范围，额外于将顶尖畅通员的力量浓缩在了小小的安设之内。

（二）先进的软件本事进展

Atlas 配备了先进的东谈主工智能和机器学习器具，如强化学习和谋略机视觉。强化学习让 Atlas 大要通过试错学习优化其动作计谋，以完成更复杂的任务。谋略机视觉本事则使其大要及时感知环境，识别物体、地形和拦阻物等。

这些软件本事的应用使得 Atlas 大要更好地默契并扩充复杂的教导。举例，在模拟工场环境中，Atlas 大要诈欺机器学习和升级后的传感器扩充分拣任务。当碰到遗弃零件繁重时，如因位置较高导致零件难以顺利参加小车隔层，Atlas 在碰到阻力后会暂时将零件拿出，再行评估角度和位置后再尝试，最终见效遗弃。这种对环境反馈作出及时反映的智商，充分展示了其软件本事的先进性。

通过强化学习和谋略机视觉等本事的团结，Atlas 大要适团结高效管制复杂的本体情况，进一步提高了其在本体应用中的实用性和可靠性。

三、ML 视觉模子升级

（一）高效的图像管制

Atlas 使用了先进的视觉本事，其中包括相同于 letterbox 的本事。在深度学习中，letterbox 是一种常用的图像镶嵌操作，通过在图像周围添加玄色边框，使图像尺寸与模子的盼愿输入尺寸一致，从而保持输入图像的纵横比例，幸免因缩放导致的失真。

Atlas 的感知软件使用多平面分割算法从点云中索要平面。点云是由 TOF 深度相机以每秒 15 帧的速率生成的环境的大领域谋划。多平面分割算法的输入被馈入到一个映射系统中，为 Atlas 通过相机看到的各式不同对象构建模子。举例，波士顿能源 Atlas 使用 TOF 深度相机以每秒 15 帧的速率生成环境的点云，点云是测距的大领域谋划。Atlas 的感知软件使用一种名为多平面分割的算法从点云中索要平面。多平面分割算法的输入馈入到一个映射系统中，该系统为 Atlas 通过相机看到的各式不同对象构建模子。

机器东谈主视觉梳理中提到了多种成像本事，如飞翔时辰法、结构光法、激光扫描法等光学成像步履。飞翔时辰（TOF）相机的每个像素诈欺光飞翔的时辰差来获取物体的深度，分为径直 TOF（D-TOF）和转折 TOF（I-TOF）。D-TOF 是经典的 TOF 测量步履，探伤器系统在辐射光脉冲的同期启动探伤接收单位进行计时，当探伤器接收到主张发出的光回波时，探伤器径直存储来回时辰。I-TOF 则是从光强度的时辰选通测量中转折外推取得时辰来回行程。

结构光投影三维成像咫尺是机器东谈主 3D 视觉感知的主要形式，结构光成像系统是由多少个投影仪和相机构成，常用的结构局势有单投影仪 - 单相机、单投影仪 - 双相机、单投影仪 - 多相机、单相机 - 双投影仪和单相机 - 多投影仪等典型结构局势。结构光投影三维成像的基本责任旨趣是投影仪向主张物体投射特定的结构光照明图案，由相机经受被主张调制后的图像，再通过图像管制和视觉模子求出主张物体的三维信息。

（二）多模态应用出路

多模态 GPT 与机器东谈主视觉有着紧密的交互联系，改日在机器东谈主感知、规控和仿真智商方面具有巨大的后劲。由于 GPT 是大领域模子，模子的进修需要很大数目的样本，而四处行径的机器东谈主不错获取大宗图片、视频等信息，不错作为 GPT 的进修样本。举例，特斯拉的 Optimus 机器东谈主在进修视觉算法时，剿袭的数据集来自于特斯拉自动驾驶电动车聚积的大宗图像信息，这些自动驾驶带来的样本量宏大于东谈主工聚积的样本量。同理，进修 GPT 模子时，不错使用高度自动化的机器东谈主聚积的各式情形下的图像信息作为进修样本，得志 GPT 模子对大领域数据量的需求。

GPT 为机器东谈主带来的最中枢的进化是对话默契智商，具备多模态念念维链智商的 GPT - 4 模子具有一定逻辑分析智商，已不再是传统兴味上的词汇概率靠拢模子。改日多模态有望在机器东谈主视觉领域得到昔日应用，输入输出将包括 3D 模子，有望赋能机器东谈主感知、规控和仿真智商，也有望提高 3D 模子分娩服从，助力游戏内容与元寰宇构造。多模态 AI 模子有望具备与的确寰球悉数输入交互的智商，极大提高东谈主形机器东谈主的智商，加快东谈主形机器东谈主加快普及。

咫尺，天然多模态 GPT 还未澈底研发和应用，但相同的多模态大模子如故初显威力，吹响了多模态 GPT 的军号。举例，Meta 发布的 AI 图像分割模子 Segment Anything Model，将天然言语管制领域的 prompt 范式引入谋略机视觉领域，不错通过点击、框选和自动识别三种交互形式，收尾精确的图像分割，糟蹋性地提高了图像分割的服从。微软推出的多模态大言语模子 KOSMOS - 1，剿袭多模态数据进修，可感知图片、翰墨等不同模态输入，并学习崎岖文，字据给出的教导生成恢复的智商。在言语默契、言语生成、无 OCR 文天职类、学问推理、IQ 测试、图像描述、零样本图像分类等任务上皆取得了比拟之前其他单模态模子更好的后果。

四、本事阶梯更新

（一）从液压到电动的滚动

波士顿能源的 Atlas 机器东谈主从液压驱动滚动为电动驱动，这一首要滚动为其带来了诸多显赫上风。领先，电动驱动赋予了 Atlas 更大的纯真性和畅通范围。与液压驱动比拟，电动系统减少了复杂软管和阀门的管制，使得机器东谈主的动作愈加知道天然。它不再受限于液压系统的局限性，大要以愈加纯的确形式进行各式动作，如要道回转耸峙、180 度头部和躯干旋转等特出东谈主类纯真性的动作。

这种滚动也使得 Atlas 的畅通愈加接近东谈主类的畅通形式。电动系统大要收尾愈加邃密的戒指，让 Atlas 的动作愈加天然、优雅，不再像液压驱动时那样显得生硬。举例，在行走、奔走和越过等动作中，Atlas 大要愈加准确地师法东谈主类的动作模式，提高了其在本体应用中的适合性。

此外，电动驱动还带来了更高的能效和更低的艳羡需求。液压系统往往需要大宗的能量来驱动液压泵和阀门，而电动系统则不错愈加高效地诈欺能源，裁汰了机器东谈主的入手资本。同期，电动系统的结构相对节略，减少了艳羡的复杂性和资本。

（二）自主导航生人段

Atlas 具备了苍劲的自主导航生人段，大要在不同地形路面上目田行走，并在复杂环境中再行筹谋旅途。

在不同地形路面上，Atlas 不错诈欺头部的 RGB 录像头和 TOF 深度传感器获取环境信息，构建出 3D 舆图。通过对舆图的分析，它大要筹谋出最好的行步碾儿径，并准确地谋略每一步的落脚点。举例，在落魄的地形上，Atlas 的自主导航系统大要快速适合地形的变化，聘请最褂讪的行步碾儿线，幸免跌倒和碰撞。

在复杂环境中，Atlas 还具备再行筹谋旅途的智商。淌若碰到拦阻物或者旅途被抵牾，它大要赶快感知到变化，并诈欺其先进的算法再行筹谋旅途。磋议标明，Atlas 在狭短促路上自主导飘扬走的见服从约为 50%，在落魄地形的见服从达到 90%，而在平坦地形的见服从接近 100%。

为了收尾自主导航，Atlas 剿袭了一系列先进的本事。其中，基于图的搜索本事，如 A * 算法，被昔日应用于旅途筹谋中。该算法将环境模子中的每个节点皆作为 Atlas 的备选位置，通过对 x 和 y 平移进行网格搜索，并斟酌前一步的平移和旋转，评估每一步的资本，敬佩下一步的最好位置。通过正确的调优和查验，这种步履适用于各式各类的环境，使 Atlas 大要在复杂的地形中找到最优旅途。

此外，Atlas 的自主导航系统还大要快速适合环境变化和旅途拦阻。当环境发生变化时，举例拦阻物的位置出动或者新的拦阻物出现，Atlas 大要赶快疏通其旅途筹谋，确保安全、高效地到达想刑场地。它还不错在一条 “独木桥” 式的微小径径上行走，为了幸免与环境发生碰撞，机器东谈主不得不简直澈底转向一侧，展现出了极高的纯真性和适合性。

五、自主行动智商增强

（一）环境感知与导航

Atlas 苍劲的自主行动智商领先体咫尺其不凡的环境感知与导航智商上。它通终点部的 RGB 录像头和 TOF 深度传感器，大要高效地获取环境信息。这些传感器以每秒 15 帧的速率生成环境的点云，这是测距的大领域谋划。Atlas 的感知软件使用多平面分割算法从点云中索要平面，并将其输入到映射系统中，为机器东谈主通过相机看到的各式不同对象构建模子。

有了这些丰富的环境信息，Atlas 大要构建出邃密的 3D 舆图。这个 3D 舆图不仅大要准确地呈现周围环境的地形地貌，还能标注出各式拦阻物的位置和形式。通过对 3D 舆图的分析，Atlas 不错筹谋出最好的行步碾儿径，并精确地谋略每一步的落脚点。举例，在复杂的建筑工地环境中，Atlas 大要快速识别出木板、砖块等拦阻物，以及楼梯、陡坡等地形变化，从而筹谋出安全且高效的行动阶梯。

在本体应用中，Atlas 的环境感知与导航智商弘扬出色。比如在模拟工场环境中，它不错字据不同的任务需乞降环境变化，纯真地疏通旅途筹谋。淌若碰到临时堆放的货色或者出动的设立，Atlas 大要赶快感知到这些变化，并再行筹谋旅途，确保任务的顺利进行。这种对环境的快速适合智商，使得 Atlas 在各式复杂场景中皆能证实出苍劲的自主行动智商。

（二）行径库与戒指器优化

Atlas 的行径库是其收尾自主行动的蹙迫构成部分。行径库中存储了各式事前假想好的动作模板，这些模板是通过轨迹优化本事进行齐备疏通的。在给定感知计划主张后，Atlas 不错从库中聘请与给定主张尽可能匹配的行径。

举例，在扩充搬运任务时，Atlas 会字据物体的形式、分量和位置，从行径库中聘请符合的抓取动作和搬运形式。淌若是一个袖珍零件，它可能围剿袭邃密的抓取动作；淌若是一个较重的箱子，它则会疏通体格姿势和发力形式，以确保安全搬运。

同期，Atlas 的模子预测戒指器（MPC）在自主行动中也起着要害作用。MPC 使用机器东谈主能源学模子来预测机器东谈主改日的动作，会疏通其发力、姿势、动作发生时机等细节，以搪塞环境、脚滑等各式可能及时出现的身分。

MPC 还允许 Atlas 跨行径畛域预测下一步的行动。比如，在扩充越过动作后，它不错自动预测接下来的动作是陆续前进如故转向，从而使每一步动作皆天然地连贯起来。这种预测智商使得 Atlas 的动作愈加知道和天然，提高了其在复杂环境中的适合性。

此外，MPC 大要显赫偏离模板动作，简化了行径创建经过。举例，机器东谈主从不同高度的平台上跳下，MPC 会自动疏通机器东谈主的动作细节，而不需要逐一匹配每一个具体的情况。这使得 Atlas 大要愈加纯真地搪塞各式不同的环境和任务需求。

六、改日瞻望

（一）首要更新带来的上风

Atlas 机器东谈主在硬件、软件以及合座本事阶梯上皆资格了首要更新。硬件方面，从液压驱动滚动为电动驱动，带来了更大的纯真性和畅通范围，头部的环形灯圆形屏幕假想增强了功能性和东谈主机互动体验，机械骨架愈加轻巧且外不雅流线型，展现出改日科技的魔力。软件方面，配备了先进的东谈主工智能和机器学习器具，如强化学习和谋略机视觉，使其大要更好地默契并扩充复杂的教导，对环境反馈作出及时反映。合座本事阶梯的更新，让 Atlas 具备了苍劲的自主行动智商，大要高效地获取环境信息、构建 3D 舆图并筹谋最好行步碾儿径。

这些首要更新使得 Atlas 的性能愈加苍劲，大要扩充愈加复杂的任务，并在本体应用场景中证实更大的作用。举例，在工场自动化领域，Atlas 不错搬运汽车复旧，展示了其物体识别和畅通戒指智商，为笨重就业提供了替代品。

（二）面对的挑战

尽管 Atlas 取得了巨大的进步，但它仍然面对着一些挑战。领先，东谈主形机器东谈主本事发展速率和中枢零部件资本裁汰速率仍存在不敬佩性。举例，传感器、延缓器等要害零部件的本事进步需要时辰，并且其资本也可能影响 Atlas 的买卖化程度。其次，如何确保机器东谈主的安全性和褂讪性、保护东谈主类秘密和权利以及制定合理的法律划定等问题也需要长远念念考和探讨。

（三）改日的后劲与期待

尽管面对挑战，Atlas 的改日后劲依然巨大。跟着本事的抑制进步，Atlas 有望在更多领域证实蹙迫作用。在制造业中，它不错小批量应用于电子、汽车等分娩制造环境，完成复杂的操作任务，提高分娩服从。在服务业中，它不错成为搪塞败兴、恶浊和危机责任的过劲助手，如在物发配送、服务业携带、挽救等领域证实作用。在家庭中，它也有后劲为东谈主们提供各式便利，如作念饭、修剪草坪、关心老东谈主等。

总之，Atlas 机器东谈主在硬件、软件及合座本事上的首要更新使其性能苍劲，天然面对挑战开云(中国)Kaiyun·官方网站 - 登录入口，但后劲巨大，值得咱们期待。改日，咱们有望看到更多先进、智能、实用的东谈主形机器东谈主出咫尺咱们的生计中，为咱们带来更多的惊喜和便利。