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人形机器人设计正在向仿真器低头!40年机器人从业老兵发出警告
一位有40年经验的机器人专家Scott Walter提出警示:人形机器人行业正出现一种危险趋势——为了迁就仿真器和强化学习的易用性,工程师们正在主动放弃具有机械优势的复杂结构(如并联关节、线性驱动、肌腱式手部),转而采用更易建模但性能更差的串联运动链和旋转执行器。他将此现象命名为S.T.U.P.P.I.D.(被仿真器掐住脖子的低效产品集成设计)。文章的核心洞见在于划清了“仿真作为训练工具”与“仿真作为设计边界”的界限,对于关注硬件与算法协同、Sim-to-Real差距的从业者具有极高的警示价值。原文 ↗
核心观点
- ▍人形机器人行业正出现设计向仿真器妥协的危险趋势:为了满足仿真和强化学习的便利性,原本更有机械优势的复杂结构(如并联关节、线性驱动、远程传动、肌腱式手部)正被工程师主动删除,导致产品设计而非性能优化成为首要驱动力。
- ▍仿真应该作为服务设计的工具,用于探索设计空间和压力测试,一旦仿真从工程工具变成设计边界,即让硬件去适配仿真器的局限性,就变成了S.T.U.P.P.I.D.(被仿真器掐住脖子的低效产品集成设计),这是在制造更听话的机器人,而不是更好的机器人。
- 01NVIDIA的Jim Fan博士提出DFS(面向仿真的设计)理念,认为稳健的硬件和电机设计应将仿真视为一等公民,硬件与仿真协同设计是新兴方向。
- 02Unitree最新发布的人形机器人H2,将上一代G1经典的RSU并联踝关节改成了串联结构,Scott Walter判断此举是为了更好地适配强化学习训练。
- 03一些智能电机控制器正在主动限制电机输出,使其响应更线性,目的是为了匹配仿真器,而不是追求真实世界的性能最优。
- 04部分手部设计团队正在放弃肌腱结构,转向更容易在仿真中建模的直接驱动方案。
- 05许多仿真团队通过估算惯量、修整重心数据、猜测反射惯量建模来走捷径,然后通过域随机化为不稳定的系统打补丁。
- 06机器人+AI研究科学家Chris Paxton评论称,有些团队在开发人形机器人时优先考虑让Isaac Lab(英伟达开源框架)更容易仿真,而不是改进仿真器本身。他过往接触的一款机器人因其腿部有大闭环机构,在仿真中频繁遇到麻烦。
反方 / 局限
- — 作者承认DFS作为训练原则是成立的,且高质量仿真和强化学习是实现人形机器人落地的核心手段,并非反对仿真本身。
- — 作者谦虚地回顾了自己早期曾天真地在工业机器人OEM聚会上建议简化设计以方便仿真,结果被工程师们善意地否决,让他意识到问题不出在设计,而出在仿真团队的能力不足。
- — 机器人/灵巧操作创业者Matt Freed指出,硬件团队和模型训练团队如果彼此分离,关于真实需求的反馈闭环会非常慢。只有将硬件、模型、部署和迭代放在同一个闭环里,才能理解真实世界所需。
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