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亞馬遜投資、福特和輝達合作,這「藍領」機器人將挑戰物流工人?

曾子軒
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曾子軒

2025-01-23

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人形機器人Digit已經在物流服務供應商GXO Logistics的倉庫中工作。取自Agility Robotics官網
人形機器人Digit已經在物流服務供應商GXO Logistics的倉庫中工作。取自Agility Robotics官網

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因川普一上任就提出AI基礎建設計畫,輝達(NVDA)22日美股股價應聲大漲4.4%。黃仁勳提出的人形機器人願景,也可能沾光提前實現嗎?被時代雜誌選為2024年度百大發明、以「藍領機器人」(blue collar robot)稱呼,美國新創Agility Robotics絕對是眾多人形機器人廠商中,最受矚目、距離量產也最近的一間。得到亞馬遜投資、NVIDIA和福特都合作,Agility Robotics如何走出自己的人形機器人之路?

從感知(percection)到生成(generative)再到代理(agentic),黃仁勳對人工智慧的終極願景是機器人,也就是物理世界(physical)、擁有身體的AI。

這兩年,機器人是否應該具備「人形」的論點已經窮盡,開發出人形機器人「Digit」的Agility Robotics,其發展歷程正好和人形與否的爭論遙相呼應。一開始只是想讓機器人有辦法好好移動,在改良過程中,逐步往雙足與雙手的人類外表邁進,Agility Robotics怎麼走到今天?

亞馬遜投資Agility Robotics,在倉庫中推自動化

「人形機器人(humanoid robots)結合了兩種不同的動作:移動(move around)和操作(manipulation)。」向來自世界各地的記者介紹Digit機器人以前,亞馬遜機器人工程總監維特芮(Emily Vetterick)首先定義了人形機器人,接著才將話題帶到亞馬遜工業創新基金投資的Agility Robotics。

因為要應付美國各地的訂單,亞馬遜的物流中心工作量很大,因此早在2012年,便買下專長為開發自主移動式機器人(AMR)的Kiva Systems,想辦法將原先人類的工作自動化。

維特芮表示,亞馬遜對於同時具備移動能力和操控能力的機器人感到興奮,其中移動包含滾動以及行走。曾子軒攝。

維特芮表示,亞馬遜對於同時具備移動能力和操控能力的機器人感到興奮,其中移動包含滾動以及行走。曾子軒攝。

Digit要擔綱的工作,也有著相同目的。「在2023年的活動中,我們展示這款機器人,像是很令人期待的、讓機器人搬動物流箱(tote)。」維特芮解釋,有些物流中心設有輸送帶,可以直接放置物流箱,但相對老舊、環境不夠平整的物流中心沒辦法設置輸送帶,具備移動能力、又可以靈巧舉起物品的Digit,未來有望接手這樣的工作。

為什麼Agility Robotics那麼受到關注?關鍵在於,這台與人類身形相仿,身高約莫175公分、64公斤的機器人,離商業運作只有一步之遙。

過往倉儲中的機器人自動化方案,多半是將物流流程拆解後各個擊破,例如一隻機械手臂負責分類、另一隻機械手臂拿起物品,再有一個機器人接下貨物然後移動。另外,雖然已有不少任務讓機器代行,但還是有環節要交給人類。

機器人之所以無法統包所有工作,挑戰有二。第一,機器人並非通用(general),通常擅長處理專門(specific)任務;第二,環境中有太多變數,有可能撞到人,或者碰上意料之外的障礙物。

影/現在看到的Digit有臉、雙手和雙腳,有辦法自行拿取物流箱後移動。

參與Agility Robotics投資,MTM Venture Partners創辦人江夢熊(Michelle Kiang)向《遠見》分析,Agility Robotics的優異之處在於,全心全意地向機器人的移動能力進攻。

「他們真的很專注移動能力,但不是去看速度;他們希望跟人行動一樣,但不是去看手指。」江夢熊認為,Digit可以在沒有地圖、專為人類設計的動態環境下行進,不用重新設計工廠,機器人就可以直接上場工作。

在展示中,Digit有辦法從高度不一的貨架上拿起重物,接著移動到定點,並放下物品。它的測試地點主要在倉庫和工廠,包含亞馬遜和物流巨擘GXO Logistics都在研究Digit的應用,後者已在2024年年中少量部署Digit。另外,德國汽車零組件製造商Schaeffler集團在2024年底投資Agility Robotics,也有計畫在工廠中部署Digit。

影/在物流場景中測試的Digit,已經具備多樣相較簡單的技能,替未來進階的任務奠定基礎。

不過,其實原先Agility Robotics的目標,並非打造人形機器人,他們的初衷很簡單,只是想讓機器人可以像人那樣移動。

初衷是想讓機器人移動,長得像人只因可以解決問題

在Agility Robotics尚未成立時,任教於美國奧瑞岡州立大學(Oregon State University)鑽研機器人多年的教授赫斯特(Jonathan Hurst),便從生物力學(biomechanics)角度出發,希望將動物的移動方式其化為工程學上的法則,接著設法讓機器人實現。

赫斯特在動力機器人研究室(Dynamic Robotics Lab)中,投入對足式機器人(legged robots)的研究,除了和不同學校的機器人學者合作外,他還找上專攻力學與神經控制機制的生物學學者,向人和動物跑步與跳躍的方式取經,最後共同打造出名為ATRIAS的機器人,於2015年問世。

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ATRIAS踩著兩條非常細瘦、看似高蹺且不斷踩踏的腿,能夠在崎嶇之地上行走,即便沒有視覺能力,也有辦法跨過障礙物;就算被人踢、拿躲避球砸,還是可以穩定前進。ATRIAS的外觀原始,不像Digit具備人形,而且,它必須踏步維持站姿,若停下腳步就無法站立,也沒有能力轉彎。

影/雖然影片中的ATRIAS身上掛著安全帶,還連著支架,但它其實不用安全帶就能行走,因為擔心機器人跌倒後零件損傷花錢才會如此呈現。

對研究者來說,若不是透過輪子或者履帶,機器人的移動能力遠遠落後於人類,即便是只有出生一段時間的嬰兒,也有辦法協調視覺、肌肉、神經等人類不同構造。因此,成功再現出人類行走模樣的ATRIAS,才會那麼受關注,也得到美國軍方近500萬美元的研究經費。

推出ATRIAS同年,赫斯特與同仁共同創辦Agility Robotics,並從學校分離專案,開始從研究原型往產品邁進。

經過調整,2017年時,ATRIAS進化成沒有上半身、只有腳的Cassie,得到美國國防高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)一百萬美元的補助。

Cassie的雙足看起來有如鳥類細瘦的雙腿,且向後方彎曲的膝蓋和鴕鳥極度相似,當時媒體都以「鴕鳥腳」形容Cassie。不過,赫斯特曾經說過,設計沒有想仿照鳥的雙腿,而且鳥類利用腳趾行動,人類則是以扁平的足部前進。

影/Cassie背後,有著增強學習(reinforcement learning)演算法,讓神經網絡學到雙足步態行為(bipedal gait behaviors)。

Cassie能夠站立、跳躍、單腳跳、小碎步前進,對比靠著輪子或履帶的AMR,Cassie可以走入更多現場,這是最顯著的升級。值得注意的是,研發團隊非常重視能源效率,這樣機器人才有可能長時間自主工作。

不只在人類環境中移動,還想像人一樣做事

再過兩年的2019年,初版Digit問世,雙足以外更長出手臂。當時Agility Robotics與福特汽車合作,後者希望藉著Digit,完成物流的最後一哩路,讓自駕車載著Digit,到達定點後機器人扛著貨物,下車把貨物送到客人門前與手中。

影/Agility Robotics一度朝向非常開放式的場景前進,但後來走向更為務實的做法。

此後,Digit不斷改進,例如加上手掌,方便更細緻地抓取物品,也加上頭部,在臉上配備感應器以及模擬眼睛的燈,改善和人互動的效率。就應用場景來說,Agility Robotics從開放式的戶外,又轉移回室內,尤其鎖定倉庫和物流相關環境。

江夢熊解釋,Agility Robotics先前提的走完最後一哩路,比較像是更為長期的未來願景,但如果想要落地,把Digit部署在倉庫中更實際,也有明確商機,例如物流中心就很需要人形機器人上場救援,因此Agility Robotics在內部測試時,就已經鎖定讓Digit在倉庫裡活動。

亞馬遜到物流中心本來就有AMR能夠載貨,但Digit能夠做的事情更升一級,不只不用走在軌道上,還同時具備處理不同任務的能力。曾子軒攝

亞馬遜到物流中心本來就有AMR能夠載貨,但Digit能夠做的事情更升一級,不只不用走在軌道上,還同時具備處理不同任務的能力。曾子軒攝

比起室外,倉庫內會出現的物與人相對固定,但也有一定的不確定性,恰好可以讓Digit在介於兩端的環境中磨練。赫斯特描述,自家公司追求的是「以人為本的機器人」,期待機器人有辦法擺動手臂、腳踏地板,像人那樣互動。

觀察Digit發展,硬體不斷推陳出新,且在軟體上也有所突破,例如利用NVIDIA的基礎機器人模型(Robotic Foundation Model),往通用目的(general purpose)進逼

當然,Digit仍有挑戰需要克服,例如延長電池壽命、降低耗能,感知能力也有待提升。但可以期待的是,Agility Robotics的機器人工廠RoboFab已建置完畢,做好大量生產的準備,只要物流商們完成測試、確認需求後,我們就會見到真正的機器人大軍,與人類並肩作戰,甚至解放勞動力。

不過,到時候還剩下多少工作?機器人既是解方,也可能帶來負面影響,人們期待同時,也緊張著、焦慮著。

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