星期一, 28 7 月

突然發瘋!人形格鬥冠軍機器人凌空迴旋踢

一條人形機器人發瘋的視頻在網上火了,視頻中快遞盒子亂飛,場面一度十分抓馬。

突然發瘋!人形格鬥冠軍機器人凌空迴旋踢,架子都干翻研究人員:希望是一場幻覺。

視頻中「發瘋」的機器人是今年機器人格鬥的美國冠軍DeREK(原型為宇樹機器人G1),而抱著頭的這位,是該機器人團隊REKrobot的CEO兼機器人格鬥手Cix。

看看他們在贏得比賽時意氣風發的樣子,估計也想像不到會發生這樣的事。

突然發瘋!人形格鬥冠軍機器人凌空迴旋踢

關於DeREK「發瘋」的技術原因,Cix是這樣解釋的:我們啟用了全身策略,但機器人的雙腳沒有接觸地面。

簡單地說,被吊起來的人形機器人進入了「行走模式」,但沒有識別到腳下的路,才導致了這次失控。

不過,網友們關心的顯然是另一方面:為什麼要離那麼近才能摁停止按鈕?它需要一個遠程無線的緊急制動!

更詳細的解釋網友們關心的遠程緊急制動其實是存在的——只是不管用而已。

為什麼會不管用?Cix沒有說出原因,但詳細解釋了整個過程:

DeREK的最初政策設計上不該出現這種情況,文檔里也寫明懸掛狀態下可運行。

問題在於最終狀態自動恢復成了行走模式。

通過網路代碼強制終止未果,他們配發的無線電急停裝置現在需要5秒才能生效。

最後直到乙太網電纜鬆脫,系統才真正停止。

而5秒,對於緊急制動來說,可是會要命的。

然而,雖然Cix自己沒找到原因,有網友對這件事情作出了深刻的思考,回答了以下幾個問題:

1、為什麼無法關機或移除電池?

電池從機器人身體的側面安裝,位於機械臂後面,在機器人失去控制時,靠近這個區域將極其危險。

並且,電池固定在身體上,關閉它需要按住電源按鈕兩秒鐘,即使從安全距離用棍子操作也難以實現。

此外,電池本身的BMS按鈕可能僅由一款通用微控制器驅動,其軟體設計僅滿足基礎功能需求,並非用於緊急停止(E-Stop)。它很可能缺乏嚴格的安全設計,容易導致以下問題:按鈕失靈、物理損壞或軟體故障,從而在緊急情況下無法切斷電池電源。

2、為什麼不能自己對抗機器人?

機器人的電機非常強勁。如果有所準備,或許能強行停住一個電機,但肯定沒法同時停住多個。每個電機的扭矩高達120至160牛米,比全速運轉的大功率3類電動自行車還要強。而且,越靠近電機軸心,扭矩越大。

一旦電機全力運轉時,肢體被夾在機身和機械臂的關節處,可能會造成極其嚴重的傷害——如果再加上慣性衝擊,這股力量足以切斷手指,甚至傷及骨頭。

3、為什麼不能通過其他方式切斷電源?

由於電機慣性和高制動力,在失控操作期間,電機可能會將電能反送到匯流排。

如果拔掉電源,或BMS上的充電保護觸發,由於電池無法吸收的過電壓,所有電機和計算機電源可能會永久損壞。希望為電池添加硬體切斷的用戶應該了解這一風險。

DeREK的緊急制動系統搭載了一台基於Rockchip RK3588 CPU的ARM
Linux電腦(未經過可靠性或實時性評估),並可選配NVIDIA
Jetson模塊。這些計算機由電池電源通過轉換器供電,且需要一定時間啟動。如果計算機系統斷電,將導致所有控制功能失效(具體行為取決於執行器在通信中斷時的預設策略)。

機器人的核心控制始終由Rockchip處理器和宇樹科技(Unitree)的閉源軟體掌控。在EDU版本中,用戶可以通過外部計算機或NVIDIA
Jetson向Rockchip系統發送自定義指令——該系統應該內置了 RS485 協議轉換器,用於與電機通信。

但用戶無法獲得Rockchip系統的root訪問許可權或更改其上運行的軟體。

4、為什麼不能在計算機上實現緊急制動?

如果發生軟體故障,在計算機上實現的任何緊急停止程序可能會被無意中忽略。

從通信方式的角度來講,DeREK似乎通過配套遙控器使用Wi-Fi和/或藍牙進行控制。但必須指出,這兩種通信方式完全不適合用於安全關鍵控制系統——信號干擾極易導致失控。

舉個簡單例子:筆記本電腦的USB 3.0介面都會因干擾而影響2.4GHz無線滑鼠的性能,更何況是複雜的機器人控制系統?

問題在於,急停(E-Stop)、進入阻尼模式以及退出開發者模式等關鍵操作,都需通過無線遙控器來完成。令人擔憂的是,當無線信號中斷時,系統將如何響應目前尚不明確。

5、為什麼不能編程,讓它斷開控制器時關閉?

若通信中斷觸發急停,機器人很可能會突然關機並隨機傾倒,考慮到其自重,這本身就是安全隱患。並且,在系統完全停止前,很可能存在一段失控時間窗口,期間機器人可能出現異常動作。

如果控制器斷開連接,操作者將失去對機器人的所有控制,包括啟用或禁用任何安全功能或錯誤代碼。

在開發者模式下,開發者需對發送給機器人的所有指令承擔全責,直至Rockchip系統收到退出開發者模式的指令。開發者必須自行建立網路通信,最關鍵的是,必須制定通信中斷時的安全協議。

雖然不清楚本次事件中DeREK的具體設置,但據稱該協議不會因通信中斷而觸發停機。

6、為什麼不能通過軟體限制電機可用的力來降低這種風險?

簡單地說,機器人在正常運作時需要執行器提供全力輸出才能保持平衡。如果限制峰值力量輸出,機器人將喪失行走能力。

想想當你在艱難徒步中過度使用肌肉時的情形:隨著肌肉疲勞導致可用峰值力量下降,你可能會因失去平衡餘量而意外跌倒。下次運動時,不妨特別留意肌肉的受力狀態。

7、最後的建議

這位網友認為,一個良好的安全解決方案應該是多步驟的。

除去操作環境安全及個人安全方面的建議,對機器人自身的安全系統設計,大致可分為以下幾點:

執行器和電池管理系統應至少符合PL(d) 或ASIL-D等級的安全標準,且執行器應具備帶外(OOB)硬體安全輸入;

商用網路、計算機、線纜等不得用於安全關鍵系統;

即使是非正式項目,也應遵循安全開發流程,包括持續測試、故障模式分析和單點故障防護工作;

使用AI制動目前難以認證,因此重點應放在監控和緊急切斷系統上。

不過,該網友也表示,以上並非專業工程或安全建議,實際應用請諮詢認證專家。

該網友對機器人安全性的看法獲得了一致好評:

不是第一次「失控」機器人「發瘋」的現象也引起了不少網友的恐慌,以及一些科幻的猜想。

畢竟DeREK是個「格鬥機器人」,很難想像這種事情如果發生在一個更小的空間里,會是個多讓人棘手的狀況。

畢竟,5秒的時間對緊急制動確實有些過長。

其實這並不是REXrobot第一次出狀況,在5月份的時候,還是Cix,就有機器人「突然」摔倒的問題。

有趣的是,在那個時候就有人問過機器人緊急制動的事情,Cix的回答和這次別無二致。

有網友建議Cix做一次詳細的事後分析,而不是借著這個視頻的東風馬上轉向融資——好像這件事本身就是為了炒作那樣。

對此,Cix語意不詳地回復:機器人格鬥。

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