机器人瓦力来了！迪士尼亮出新机器人，用RL学习走路，还能进行社交互动

  新智元报道  

编辑：Lumina

【新智元导读】迪士尼推出了一个超可爱的互动机器人，不仅会蹦蹦跳跳，还能表达情感。网友们已经忍不住想把它带回家了！

当、当、当，「瓦力机器人」登场！扁扁的脑袋、四四方方的身体，你指着地面让它看，它还会歪歪头表示不解。但它可不是瓦力，真正的瓦力长这样！这个可爱的小机器人由迪士尼研究团队开发，在底特律举行的2023年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议（IROS）上被展示。迪士尼开发的这个小机器人一出场，就引起了人们好奇的目光。极富表现力的头部、两只摇摆的天线「触角」、短短的小腿，儿童大小的身体中融入了许多具有情感的肢体语言。让每个见到它的人都充满了怜爱。这个机器人与其他小型双足机器人的不同之处在于它的行走方式——它充满个性，在移动时会发出声音，让人觉得它是独一无二的小生命。果不其然，在IROS上的视频上传到网上后，网友们都被萌化了。「太可爱爱爱爱了吧。」「他太可爱了。」想直接把它带回家的网友，也是一大波。「我需要一个！」「我已经等不及看它在我房间里走来走去的样子了！」接下来，就让我们看看这个小机器人是如何诞生的吧。
迪士尼小机器人诞生之旅

将机器人编程以表现情感化的动作是迪士尼的专长。早在1971年，迪士尼世界的总统大厅就采用了动画机器人技术。但随着机器人变得更加先进和机动性更强，对于机器人设计师和机器人动画师来说，开发既能利用又与真实世界的限制条件相兼容的情感化行为越来越难。迪士尼研究部门在过去一年中一直在开发一种新系统，该系统利用强化学习，将动画师的想象转化为具有表现力的动作。这些动作足够强大，几乎适用于任何场地，无论是在国际机器人和智能系统大会（IROS）上、迪士尼主题公园中，还是瑞士的森林里……并且，这个新系统可以使机器人表现出更多情感和表情，使它们在不同场合中更具吸引力和实用性。而机器人是由Moritz Bächer领导的迪士尼研究团队在苏黎世开发的，该机器人主要是通过3D打印制造的，它采用了模块化的硬件和执行器。这种设计使得它的开发和改进速度非常快，从最初的概念到在上面的视频中所看到的样子，不到一年的时间就完成了。这个机器人拥有一个四自由度的头部，可以在上下左右方向看，还可以做倾斜的动作。并且，它还有一个带髋关节的五自由度腿，使其能够在动态平衡的同时行走。这使得机器人能够进行更多复杂的动作和交互，具有更高的灵活性。迪士尼研究科学家Morgan Pope表示：「大多数机器人科学家都专注于让他们的双足机器人能够可靠地行走。但在迪士尼，这远远不够。我们的机器人需要走得有模有样、会跳跃、小跑或漫游，以传达我们需要的情感。」迪士尼拥有专业的动画师，他们擅长通过动作来表现情感，同时也拥有擅长构建机械系统的机器人学家。「我们试图为这些机器人带来的东西，其实源自于我们的角色动画历史。」迪士尼的首席研发工程师Michael Hopkins解释道。「我们的团队中有一个动画师，我们能够共同利用他们的知识和我们的技术专长，以创造最佳的性能。」但想要创建一个有效的机器人角色，需要动画师和机器人学家把他们的才能结合起来。这是一个相当耗时的过程，涉及大量的试验和错误，以确保机器人能够传达动画师的意图而不会摔倒。Bächer解释说：「一般来说，动画工具中没有内置物理引擎，这使得艺术家很难设计出在现实世界中能够正常运行的动画。」「这不仅仅是关于行走。行走只是强化学习系统的输入之一，但另一个重要的输入是它的行走方式。」Pope补充道。为了弥合这一差距，迪士尼研究院开发了一种基于强化学习的系统。该系统依靠仿真技术将动画师的视觉与强大的机器人动作结合起来，并在两者之间取得平衡。对于动画师来说，这个系统能够基本上重现物理世界的约束，让动画师开发出极具表现力的动作。这些艺术家想象中的动作能够变为现实，且尽可能接近机器人的物理极限。迪士尼的流水线可以在一台个人电脑上训练机器人的新行为，只需几个小时就能完成相当于数年的训练。据Bächer的说法，这让迪士尼开发一个新机器人角色所需的时间从几年缩短到了几个月。此外，强化学习让小机器人产生的动作具有很强的鲁棒性。迪士尼开发的这个系统能够反复地训练动作，同时对电机性能、质量分布以及机器人与地面之间的摩擦力等方面进行细微调整。该系统能够确保机小器人无论在现实世界中遇到什么情况，都知道如何处理自己，同时还能表现出对应地情感，这对机器人保持自己的性格至关重要。
下一个目的地

迪士尼的研究人员傲娇地表示，虽然这个小机器人特别可爱，但这里更重要的是小机器人背后的系统。是这个系统让小机器人变得如此生动可爱，这也是迪士尼未来旅程中充满希望的第一步。迪士尼的下一步计划是利用这种技术开发更多的实体机器人角色，并通过更快、更动态的动作来挑战极限。虽然这个小机器人还没有正式的名字，但迪士尼表示，这只是未来更多生动机器人的序幕。真是让人翘首以待。

参考资料：

https://spectrum.ieee.org/disney-robot