特斯拉機器人AI Day首秀,量產(chǎn)后比Model 3還便宜
2022年10月03日
美國當?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Tesla Bot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?!?/p>
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)就訓練了7.5萬個神經(jīng)網(wǎng)絡模型。
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)劃了相應行動路線。
馬斯克表示:“我們的產(chǎn)量應該可以達到數(shù)百萬臺,預計它的價格比汽車便宜得多,預估機器人最終價格將達到2萬美元以下?!彼€預測,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險應對
去年AI Day后,短短6個月時間Tesla Bot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計方面的經(jīng)驗?!碧厮估こ處煴硎?。
Optimus身體共有28個自由度,采用了更加靈活的彈簧負載設計與6種類型執(zhí)行器,關(guān)節(jié)采用仿生學關(guān)節(jié)設計,模擬人類關(guān)節(jié)與肌腱形態(tài),手部則采用人體工程學設計,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)的實際應用驗證后,特斯拉強大的計算機視覺已可直接應用于機器人。
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對環(huán)境中的風險,同時也要兼顧四肢長度、重量等方面?!拔覀円恢痹趶纳飳W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?!?/p>
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?,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,但并未摔倒或長時間搖晃,僅稍微前傾后便穩(wěn)住姿態(tài),出色地應對了挑戰(zhàn)。
應用FSD訓練經(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?!瘪R斯克說。在設計、訓練與制造Optimus的過程中,特斯拉大量應用了人工智能技術(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?!捌鋵嵦厮估囕v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調(diào)整?!?/p>
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“學習”人類。以搬運物品為例,特斯拉工作人員通過穿戴式設備輸入動作,機器人通過神經(jīng)網(wǎng)絡學習,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,從而學會在不同環(huán)境中搬運不同的物品。
機器人將顛覆世界,推動社會與經(jīng)濟發(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?!瘪R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?!坝行А钡赝瓿扇蝿眨部梢猿蔀槲覀兊幕锇?。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?!拔蚁嘈旁诿總€人的創(chuàng)意下,將創(chuàng)造出繽彩紛呈的Optimus?!瘪R斯克說。
FSD、Dojo超級計算機公布最新進展,訓練效率千倍提升
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?!碧厮估こ處熃榻B,2021年,特斯拉一共訓練了7.5萬個神經(jīng)網(wǎng)絡模型,相當于每8分鐘就訓練一個,并推送了35個版本更新?,F(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用Dojo超級計算機以來在神經(jīng)網(wǎng)絡訓練上的進步。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,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訓練方面全球最強的超算系統(tǒng)?!?/p>
特斯拉不對Dojo的設計設限,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、設計方面已經(jīng)實現(xiàn)了30%的訓練速度提升,如通過自動標注技術(shù),特斯拉將訓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“Stable Diffusion”完成如下幾張圖片的渲染只用了幾分鐘。接下來,特斯拉還將把強大渲染能力與特斯拉設計相匹配。
而只使用一個由25個D1芯片組成的訓練模塊,就能實現(xiàn)6個GPU Boxes的性能,且成本低于一個GPU Box。
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)絡訓練下,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?!?/p>
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“硬核”。小到機器人的關(guān)節(jié)設計、人工智能的工作邏輯與訓練細節(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?!?/p>
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