受大量影視劇的影響，人們一提到AI（人工智能）與機(jī)器人，往往會(huì)想到“毀滅世界”的《終結(jié)者》或是“背叛人類”的《西部世界》，但在加利福尼亞州帕羅奧圖舉行的2022 AI Day（人工智能日）活動(dòng)中，特斯拉CEO埃隆·馬斯克極為詳盡地介紹了其開發(fā)團(tuán)隊(duì)是如何打造特斯拉機(jī)器人（Tesla Bot）及其背后的硬核實(shí)力，并且強(qiáng)調(diào)這不會(huì)是一臺(tái)“嚇壞小朋友”的機(jī)器人，而是可以用來“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”的機(jī)器人；甚至在解決機(jī)器人核心的智能和執(zhí)行器等相關(guān)問題之后，將會(huì)成為“人類的伙伴”：“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)造出精彩紛呈的Optimus。”

特斯拉在電動(dòng)汽車、航天領(lǐng)域的開創(chuàng)性和成功固然人所共知，但由于一些難以突破的技術(shù)瓶頸且缺乏清晰的應(yīng)用場景（看不到剛需），“人形機(jī)器人”近年來并不受資本界的待見，學(xué)術(shù)界甚至悲觀地認(rèn)為：“除非像尼古拉斯·特斯拉這樣的天才人物出現(xiàn)，否則能獲得公眾認(rèn)可、嚴(yán)格意義上的雙足人形機(jī)器人的誕生只能是‘有生之年系列’”，哪怕出現(xiàn)也只能是富人才能負(fù)擔(dān)得起的“玩具”；再加上一些廠商正在開發(fā)的能夠行走、奔跑甚至跳躍的機(jī)器人或機(jī)器動(dòng)物似乎更具商業(yè)潛力，因此馬斯克自從去年AI Day“畫餅”之后沒少受到業(yè)內(nèi)專家的質(zhì)疑：你一個(gè)“外行”憑什么創(chuàng)造奇跡呢？

出乎大部分人的是，特斯拉只用了短短6個(gè)月時(shí)間，Tesla Bot就來了。

“今天是我們第一次將Tesla Bot展現(xiàn)給世人，準(zhǔn)備好了嗎？”馬斯克話音未落，內(nèi)部代號(hào)為Optimus（其中文名會(huì)讓絕大多數(shù)國人虎軀一震——“擎天柱”）的原型機(jī)閃亮登場，雖然只是簡單的轉(zhuǎn)身、停止、揮手問候等一系列動(dòng)作，但已經(jīng)引起了現(xiàn)場觀眾的齊聲歡呼。

馬斯克表示，這是Optimus第一次在無人操作的情況下自主行走（也是第一次在沒有系安全繩的情況下進(jìn)行展示），開發(fā)團(tuán)隊(duì)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，從而直觀展示每個(gè)動(dòng)作細(xì)節(jié)。而在官方視頻中，還展現(xiàn)了Optimus目前的使用場景：在辦公室內(nèi)，它可以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)介紹，Optimus已經(jīng)在特斯拉弗里蒙特工廠投入到簡單工作之中（比如抓取和運(yùn)送部分零部件），并擁有自己的行動(dòng)路線，接下來還會(huì)部署數(shù)千臺(tái)人形機(jī)器人，以推動(dòng)研發(fā)進(jìn)程的加快。

有意思的是，這并非當(dāng)天亮相的唯一“選手”，另一臺(tái)安裝有外殼的“擎天柱”隨后也走上了舞臺(tái)并展示了更為豐富的手部動(dòng)作，從緊跟在身后的數(shù)名開發(fā)人員就能看出，這臺(tái)特斯拉機(jī)器人的版本要“新鮮”得多。馬斯克指出，Optimus的版本迭代十分之快，會(huì)遠(yuǎn)超汽車等產(chǎn)品。

當(dāng)然了，令大家最為興奮的還是馬斯克預(yù)測的“時(shí)間表”，Optimus有望在3-5年間量產(chǎn)上市：“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。”

那么，在過去半年時(shí)間里，Tesla Bot是如何從一個(gè)概念迅速走向現(xiàn)實(shí)的呢？首先，特斯拉工程師必須解決一個(gè)核心問題：“如何讓機(jī)器人像人（一樣行動(dòng)）？”

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?！拔覀円恢痹趶纳飳W(xué)中汲取更多靈感，”特斯拉工程師表示，“在運(yùn)動(dòng)、規(guī)劃和控制性上，我們?cè)谄囶I(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>

在機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，特斯拉科研人員基于對(duì)人體特征的洞察，對(duì)各執(zhí)行器與電力系統(tǒng)進(jìn)行了縝密的布局（當(dāng)然并非最終形態(tài)，仍會(huì)不斷調(diào)整）。據(jù)介紹，Optimus的身體共有28個(gè)自由度，采用了相較此前“友商”更為靈活的彈簧負(fù)載設(shè)計(jì)以及6種類型執(zhí)行器，在關(guān)節(jié)上采用了仿生學(xué)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，模擬人類關(guān)節(jié)與肌腱形態(tài)，可以完成行走、上樓梯、下蹲、拿取物體等動(dòng)作。

特斯拉機(jī)器人的手部同樣采用了人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，擁有11個(gè)自由度，得益于合理的手指關(guān)節(jié)設(shè)置，擁有不錯(cuò)的柔韌性和強(qiáng)度表現(xiàn)，其執(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。

在動(dòng)力方面（你沒聽錯(cuò)，扭矩有望成為將來評(píng)價(jià)機(jī)器人性能的一大重要指標(biāo)），Optimus的軀干處搭載了2.3kWh、52V電池包，并高度集成了充電管理、傳感器和冷卻系統(tǒng)。從公開信息來看，Optimus靜坐時(shí)功耗約100瓦，慢走時(shí)功耗約為500瓦，此外其擁有自動(dòng)尋找充電站的能力。“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?cè)谄囋O(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)。”特斯拉工程師介紹道。

雙足機(jī)器人的一大挑戰(zhàn)是不僅僅在能夠平穩(wěn)行走，還要能在少量外部干擾的情況下依舊保持平衡。在現(xiàn)場播放的視頻中，特斯拉展示了測試人員如何不斷用木棍戳刺Optimus的上半身，以挑戰(zhàn)其保持平衡的能力。視頻顯示，Optimus在一定的戳刺力度下稍微前傾后便能穩(wěn)住姿態(tài)，并未摔倒或長時(shí)間搖晃。當(dāng)然了，包括波士頓動(dòng)力的機(jī)器狗等產(chǎn)品也展現(xiàn)出過極強(qiáng)的防踢或摔倒再起的能力，但這種挑戰(zhàn)對(duì)于雙足機(jī)器人來說更有難度，特斯拉工程師也表示還在進(jìn)行更加深入的研究和測試，以開發(fā)出媲美人類行動(dòng)能力的“擎天柱”。

當(dāng)然了，就像人類一樣，人形機(jī)器人也有自己的“軟肋”，首當(dāng)其沖的就是“大腦”，特斯拉工程師表示，開發(fā)團(tuán)隊(duì)正在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。例如在跌倒、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，此外在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用方面特斯拉也在不斷發(fā)力，避免出現(xiàn)“一碰就壞”的情況。

既然說到“大腦”，這也正是機(jī)器人最難突破的瓶頸之一?！皺C(jī)器人需要有‘大腦’，也就是人工智能?！瘪R斯克表示，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)；在“感官”方面，得益于完全自動(dòng)駕駛能力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，特斯拉強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)視覺已可直接應(yīng)用于機(jī)器人開發(fā)。

Optimus搭載了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)上的研究成果也正在幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)在人形機(jī)器人領(lǐng)域去的突破。特斯拉工程師表示：“其實(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，當(dāng)然機(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。”

也就是說，每一位參加FSD Beta測試的用戶，實(shí)際上都為特斯拉開發(fā)出更智能的機(jī)器人“添磚加瓦”。如今參與FSD Beta版本測試的特斯拉用戶，已從最初2021年的2000人擴(kuò)大至16萬人；在這一年中，特斯拉自動(dòng)駕駛開發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)測試了7.5萬個(gè)軟件模型，并且發(fā)布了多達(dá)281個(gè)模塊，更新了35個(gè)版本。該測試版軟件的累計(jì)行駛里程已經(jīng)突破4000萬英里，2023年年底有望超過1億英里。

這樣的測試力度、數(shù)據(jù)積累以及分析能力，不要說世界上其他機(jī)器人公司，哪怕任何一家汽車“友商”也是難以比肩的。

在最新的FSD版本上，特斯拉提升了交叉路口轉(zhuǎn)彎的決策優(yōu)化，通過更復(fù)雜場景中路面行人和其他車輛的軌跡的研究和模擬，提升決策的安全性和舒適性，并在100毫秒內(nèi)作出決策。值得一提的是，在上個(gè)月發(fā)布的Occupancy Network中，工程師透過視頻（而不是分格的圖像）來訓(xùn)練AI預(yù)測物體軌跡，計(jì)算出最佳路線，其運(yùn)算時(shí)間僅需10毫秒。此外，在“車道模型”“動(dòng)態(tài)預(yù)測”“自動(dòng)駕駛算法”等方面也有了重大升級(jí)。目前FSD Beta的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到100萬參數(shù)，15萬+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層，37.5萬個(gè)連接?？梢栽?分鐘內(nèi)模擬出現(xiàn)實(shí)中未出現(xiàn)的場景。

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，這就意味著需要超高算力、足夠的帶寬、較小的時(shí)延并且可控的成本來進(jìn)行人工智能訓(xùn)練。特斯拉工程師指出，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)?！弊詮膽?yīng)用Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)以來，特斯拉在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練上已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步。

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，這就意味著需要超高算力、足夠的帶寬、較小的時(shí)延并且可控的成本來進(jìn)行人工智能訓(xùn)練。特斯拉工程師指出，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)?！弊詮膽?yīng)用Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)以來，特斯拉在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練上已經(jīng)取得了明顯的進(jìn)步。

據(jù)悉，Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)的單個(gè)訓(xùn)練模塊由25個(gè)特斯拉自主研發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練芯片—— D1芯片組成，每個(gè)Dojo ExaPod集成了120個(gè)訓(xùn)練模塊，內(nèi)置3000個(gè)D1芯片，擁有超過100萬個(gè)訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)，算力達(dá)到1.1 EFLOP（每秒千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算）。得益于訓(xùn)練模塊的獨(dú)立運(yùn)行能力和無限鏈接能力，Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能拓展在理論上并無上限，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。

不僅擁有超高算力，Dojo還有著十分重要的特性——高效。據(jù)了解，只需使用一個(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；而只需要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。明眼人都能看出，這是馬斯克的一個(gè)“廣告”，但其面向的并非投資人，而是有志于實(shí)現(xiàn)“人形機(jī)器人”抱負(fù)的潛在人才。

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。”而Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)也將成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的另一個(gè)“殺手锏”。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；未來，特斯拉共將在位于加州舊金山灣區(qū)的帕羅奧圖（Palo Alto）布置7個(gè)這樣的集群，以提供超乎想象的龐大算力。

為了控制成本和實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，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，其系統(tǒng)軟硬件的安全性保障也正在不斷提升。

比較有趣的是，Optimus還可以通過動(dòng)作捕捉“學(xué)習(xí)”人類。以搬運(yùn)物品為例，特斯拉研發(fā)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。同時(shí)，特斯拉工程師也科普了一些如何讓機(jī)器人“做正確的事”的訓(xùn)練方法，與人類的學(xué)習(xí)過程十分相似。

在向觀眾“安利”時(shí)，馬斯克直言大眾對(duì)AI人工智能過于“高估”了（用行話來說即“技術(shù)的作用總是在短期內(nèi)被高估，而在長期內(nèi)被低估”），他強(qiáng)調(diào)不應(yīng)該害怕“廣義人工智能”（artificial general intelligence，縮寫為AGI，即“打造出與人類一樣運(yùn)作的自主機(jī)器人”），實(shí)際上人類在連弱人工智能或狹義人工智能（ANI）的研究都處于十分粗淺的階段（但由于部分學(xué)者擔(dān)憂其“邊界問題”，“人工智能失控”的言論甚囂塵上），而發(fā)現(xiàn)可能性的邊界的唯一途徑，就是跨越這一邊界，進(jìn)入到不可能的領(lǐng)域。

懂論

本次AI Day活動(dòng)的內(nèi)容相當(dāng)硬核（甚至有些枯燥），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，都事無巨細(xì)地呈現(xiàn)在公眾眼前，也無怪乎有觀眾會(huì)當(dāng)場發(fā)問：“這其實(shí)是一場面向全球的大型‘招聘會(huì)’？”

對(duì)此，馬斯克毫不猶豫地作出了肯定的回答：“我們希望不僅僅有好的想法，還要有好的結(jié)果，”他呼吁道：“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?cè)贏I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?！币苍S在許多網(wǎng)友的眼里，特斯拉的“擎天柱”并沒有展現(xiàn)出超越同行的能力（甚至有些笨拙），但在機(jī)器人從業(yè)者眼中，馬斯克的勇氣和決心無疑是激動(dòng)人心的。

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