特斯拉機(jī)器人AI Day首秀,量產(chǎn)后比Model 3還便宜
2022年10月03日
美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月30日,特斯拉于加州帕羅奧圖舉辦2022 AI Day活動(dòng)。特斯拉CEO埃隆·馬斯克與特斯拉工程師團(tuán)隊(duì)現(xiàn)身會(huì)場,帶來了Tesla Bot人形機(jī)器人“Optimus”原型機(jī)的全球首秀,率先進(jìn)入科技“次世代”。馬斯克還表達(dá)了對(duì)AI、機(jī)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(xiàn)。”
此外,特斯拉還公布了FSD(完全自動(dòng)駕駛能力)和Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)的最新進(jìn)展。目前,特斯拉已在超過16萬輛車上進(jìn)行了FSD Beta版系統(tǒng)測試,僅一年內(nèi)就訓(xùn)練了7.5萬個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
Optimus機(jī)器人原型機(jī)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(zhǔn)備好了嗎?”在馬斯克的話音中,Optimus原型機(jī)重磅登場,轉(zhuǎn)身、停止、揮手問候等流暢動(dòng)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(gè)動(dòng)作細(xì)節(jié)。特斯拉還在視頻中展現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)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(yùn)物料至目標(biāo)位置、準(zhǔn)確定位周圍人員并主動(dòng)避讓。據(jù)媒體報(bào)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(dòng)路線。
馬斯克表示:“我們的產(chǎn)量應(yīng)該可以達(dá)到數(shù)百萬臺(tái),預(yù)計(jì)它的價(jià)格比汽車便宜得多,預(yù)估機(jī)器人最終價(jià)格將達(dá)到2萬美元以下?!彼€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(xiǎn)應(yīng)對(duì)
去年AI Day后,短短6個(gè)月時(shí)間Tesla Bot就從一個(gè)概念迅速走向現(xiàn)實(shí)。今年活動(dòng)現(xiàn)場上,特斯拉多位工程師講解了Optimus機(jī)器人的設(shè)計(jì)原理與研發(fā)故事。
特斯拉在機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,基于對(duì)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(jī)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(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)。”特斯拉工程師表示。
Optimus身體共有28個(gè)自由度,采用了更加靈活的彈簧負(fù)載設(shè)計(jì)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(jì),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(jì),擁有11個(gè)自由度。而在“感官”上,在經(jīng)過完全自動(dòng)駕駛能力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證后,特斯拉強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)視覺已可直接應(yīng)用于機(jī)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(dòng)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(qiáng)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(jī)械裝置、復(fù)雜手勢等高精度動(dòng)作。
行走,對(duì)于人類來說可能是再簡單不過的日常動(dòng)作,但機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定行走則充滿巨大挑戰(zhàn)。首先特斯拉需要讓機(jī)器人具備物理層面的自我認(rèn)知,保障運(yùn)動(dòng)能效、保持平衡以及迅速應(yīng)對(duì)環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)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(yùn)動(dòng)、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(yàn),在機(jī)器人上得以活用?!?/p>
同時(shí),特斯拉還基于汽車安全模擬分析能力打造機(jī)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(jìn)車輛潰縮、電池保護(hù)等提升安全表現(xiàn),而在機(jī)器人設(shè)計(jì)上,特斯拉也以同樣的方式保障Optimus 保護(hù)自身和周圍人安全的能力。如在跌倒、碰撞等外部狀況下,機(jī)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?,F(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(shí)間搖晃,僅稍微前傾后便穩(wěn)住姿態(tài),出色地應(yīng)對(duì)了挑戰(zhàn)。
應(yīng)用FSD訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn),高效構(gòu)建機(jī)器人“大腦”
“機(jī)器人需要有‘大腦’,也就是人工智能?!瘪R斯克說。在設(shè)計(jì)、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(jì)算機(jī)。
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(dòng)駕駛技術(shù)上的研究成果也幫助特斯拉在人形機(jī)器人領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?!捌鋵?shí)特斯拉車輛已經(jīng)安裝了FSD電腦,我們希望可以將自動(dòng)駕駛經(jīng)驗(yàn)與人形平臺(tái)相結(jié)合,”特斯拉工程師表示,“但機(jī)器人的實(shí)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?!?/p>
特斯拉希望機(jī)器人的“大腦”要盡可能做到人類大腦所能實(shí)現(xiàn)的一切,比如處理視覺數(shù)據(jù)、基于多個(gè)傳感器輸入做出行動(dòng)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(shí),Optimus也通過動(dòng)作捕捉“學(xué)習(xí)”人類。以搬運(yùn)物品為例,特斯拉工作人員通過穿戴式設(shè)備輸入動(dòng)作,機(jī)器人通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),從在同一地點(diǎn)完成相同的動(dòng)作,到進(jìn)化推演出在其他場景下的方案,從而學(xué)會(huì)在不同環(huán)境中搬運(yùn)不同的物品。
機(jī)器人將顛覆世界,推動(dòng)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展
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(jī)重磅亮相,Optimus的到來將會(huì)是一座全新科技里程碑,為社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來重大積極意義。
“談到機(jī)器人就會(huì)想到經(jīng)濟(jì)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的根本要素是勞動(dòng)力,如果我們可以使用機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)更低的勞動(dòng)力成本,終將帶來更快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?!瘪R斯克表示,將來在機(jī)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(jī)器人完成,這類工作對(duì)于人類而言將成為一種選擇,而不是必須。
馬斯克認(rèn)為,解決機(jī)器人核心的智能和執(zhí)行器相關(guān)問題后,還可進(jìn)一步“錦上添花”。將來Optimus在不斷進(jìn)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(dú)特的性格。“我相信在每個(gè)人的創(chuàng)意下,將創(chuàng)造出繽彩紛呈的Optimus?!瘪R斯克說。
FSD、Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)公布最新進(jìn)展,訓(xùn)練效率千倍提升
不僅率先跨入了人形機(jī)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(jí)計(jì)算機(jī)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(shí)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(gè)數(shù)據(jù)擴(kuò)大到了16萬輛?!碧厮估こ處熃榻B,2021年,特斯拉一共訓(xùn)練了7.5萬個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,相當(dāng)于每8分鐘就訓(xùn)練一個(gè),并推送了35個(gè)版本更新?,F(xiàn)在FSD Beta版本軟件已經(jīng)可以一定程度上實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛,如從一個(gè)停車場導(dǎo)航到另一個(gè)停車場、制動(dòng)等待交通燈、在十字路口和其他目標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)等。
而這些都得益于特斯拉應(yīng)用Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)以來在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練上的進(jìn)步。特斯拉從一開始就意識(shí)到高效率的芯片可以更好地為自動(dòng)駕駛服務(wù),特斯拉工程師表示,算力是自動(dòng)駕駛的根本:“我們要讓Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)成為在AI訓(xùn)練方面全球最強(qiáng)的超算系統(tǒng)?!?/p>
特斯拉不對(duì)Dojo的設(shè)計(jì)設(shè)限,它可以提供非常龐大且高效的系統(tǒng)。Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)投入使用后,特斯拉在代碼、設(shè)計(jì)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了30%的訓(xùn)練速度提升,如通過自動(dòng)標(biāo)注技術(shù),特斯拉將訓(xùn)練場景的標(biāo)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(gè)月時(shí)間。
在超高算力加持下,Dojo運(yùn)行“Stable Diffusion”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(qiáng)大渲染能力與特斯拉設(shè)計(jì)相匹配。
而只使用一個(gè)由25個(gè)D1芯片組成的訓(xùn)練模塊,就能實(shí)現(xiàn)6個(gè)GPU Boxes的性能,且成本低于一個(gè)GPU Box。
只需要4個(gè)Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)機(jī)柜的算力,就能實(shí)現(xiàn)72個(gè)GPU機(jī)柜的自動(dòng)標(biāo)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(gè)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?!?/p>
作為一家硬核的科技公司,特斯拉將以超級(jí)計(jì)算機(jī)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(gè)Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)機(jī)柜,即算力超過1.1EFLOPS的ExaPOD,將自動(dòng)標(biāo)注能力提升2.5倍;將來,特斯拉共將在帕羅奧圖布置7個(gè)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(dòng)目的是吸納AI和機(jī)器人領(lǐng)域的工程人才,內(nèi)容相當(dāng)“硬核”。小到機(jī)器人的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、人工智能的工作邏輯與訓(xùn)練細(xì)節(jié),大到特斯拉的規(guī)劃、機(jī)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(duì)特斯拉的認(rèn)識(shí)跳出電動(dòng)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(jìn)行了大量探索。我們也在構(gòu)建更強(qiáng)的系統(tǒng)、全球最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)。如果大家有興趣可以加入我們,貢獻(xiàn)自己的聰明才智,一起影響世界?!?/p>
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