人类，离「阿凡达」还有多远？
在终结者之前，「远程操控」机器人可能是更现实的路径。
作者 | 罗宁
编辑 | 靖宇
1981 年，年轻的詹姆斯·卡梅隆做了一个奇怪的梦，他梦见自己被机器人追杀，几年后，他将梦境搬上大银幕，以《终结者》这一形象征服了全世界观众，而在多年后回忆自己的创作动机，他说道：
「机器是我们的梦想，也是噩梦，问题在于，人类和机器能否共同打造未来？」
这个问题直到今天仍然没有定论，但卡梅隆以自己的方式给出了一个方向——在创作影片《阿凡达》的过程中，「将人类智力注入遥控的生物身体中」（即所谓的「化身」）这一概念成为整个故事的核心。
也指出了人与机器人，在未来世界共存的另一种可能性。
近日，由日本全日空（ANA）赞助的机器人赛事 Avatar XPRIZE，旨在全球寻找以人类智慧，远程操控机器人的「阿凡达机器人」的优秀团队。如果团队能使用「化身」完成数十项挑战，则有机会获得千万美元大奖。
奖金或许只是奖励，但是团队的尝试，或许会成为人类「阿凡达」之路重要的一环。
01
更「接地气」的机器人大赛
与 DARPA 的机器人大赛不同，尽管 XPRIZE 也通过面向全球的比赛推动技术发展，但其展开的比赛却围绕气候环境变化、粮食危机、热带雨林保护等领域。
本次面向机器人领域的 Avatar XPIZE 也和 DARPA 的机器人比赛有所不同，目的是寻找能够将人类感官、行为和存在实施部署至遥远地点的化身系统（即 Avatar），从而打造出联系更加紧密的世界。
显然，这样的目标相较于更加科幻的 AI 机器人来说显得更接地气。
正如其首席执行官 Anousheh Ansari 所说：「当某地出现危机时，另一个国家的人足不出户就能为其提供援助。」这种虚拟化身的方式将解决现实世界的问题，正是这种特殊之处让 Avatar XPRIZE 具有更贴近当前产业结合的现实意义。
正如大赛名称所代表的含义，该比赛更多地强调机器人是一种化身，而不是一种工具。操作员将需要能够识别，他们的机器人正在触摸的物体，听到机器人听到的声音，看到机器人看到的画面，并需要通过温度传感感知温度——这也是为何你会看到参赛队伍都在采用类似头戴式 VR 设备的重要原因。
其次，XPRIZE 将使用模拟的「高质量」网络连接，其中「可靠性、带宽、延迟和抖动将代表最佳可用的公共互联网服务」。很难说如果 DARPA 机器人大赛团队能够使用可用的最佳公共互联网服务，他们的效率会提高多少，但对于使用了 VR 设备，追求尽可能高同步率的 Avatar XPRIZE 比赛来说，网络质量相较于 DARPA 大赛会更胜一筹。
还有一点值得注意，参赛队伍必须在 20 分钟或更短时间内完成设定的目标，这实际上也变相增加了难度。
如此一来，你或许能明白，Avatar XPRIZE 不仅在考验参赛队伍设计出的机器人的灵敏度和多功能性，还对队伍的熟练度提出了很高的要求。这些都暗示了比赛项目一旦能够实现，将对现实具有的重要意义，而当我们再从一些参赛队伍的作品细节观察，又能进一步看到这项比赛的特殊之处。
02
从现实世界寻找「未来之路」
作为一项人机协作的赛事，Avatar XPRIZE 设定的任务看起来较基础但多样化，不仅仅是针对灾难场景，还有很多看似非常日常的任务目标。并且，现场也会给出其他的任务要求，虽然整体来看，这些项目难度并不大，但要在特定时间内完成却显得更加复杂，以下是此前在比赛时的目标项目，从中我们也可一窥该比赛的特点：
这些动作每一项看起来都很寻常，但综合在一起却体现出在特定场景中的复杂性，而一旦能够操控机器人快速完成，就意味着参赛队伍能够让机器人在一些特殊场景发挥出实际作用。
例如 2021 年半决赛中获得第一名的 NimbRo 团队，这个来自德国波恩大学自主智能系统实验室的设计出的机器人，由一个操作员站点和一个可移动化身机器人组成。
德国波恩大学自主智能系统实验室的 NimbRo 在进行比赛｜IEEE
机器人有一个类似人类的上半身、两条手臂和完整的五个指头的双手，头部则装备有广角摄像头、麦克风阵列，和展示操作员面部表情的显示器。
在远程操控过程中，机器人能将操作员的面部表情和声音实时同步到现场，这一过程借由 VR 头戴设备内的多颗摄像头和眼球追踪技术得以实现，而其头部和手部动作则会被捕捉并传输给机器人，操作员通过 VR 设备控制器以及手部操控装置来「化身」成机器人完成各种动作。
NimbRo 团队在操控机器人｜IEEE
NimbRo 团队指出，操作者可以通过手腕上的力-扭矩传感器，来感受化身机器人手掌抓握时的力度，也能通过电机的电流感应刺激，感受到手指的细微触感。
利用这套设备，在半决赛时，NimbRo 机器人完成了包括煮咖啡、下棋、玩拼图游戏，测量高血压、体温、血氧饱和度等操作，还帮助需要帮助的人穿上夹克，这都让这台机器人在疫情之后的当下具有更大的现实意义。
类似的，由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（UIUC）研发的 Avatrina 机器人也将 VR 技术与机器人技术进行融合，通过操控人员的 VR 设备来实现机器人的实时动作。
Avatrina 配备了视觉和听觉系统，可以让远程操控人员和机器人面前的人进行沟通，而机器人也能通过头部的平板电脑（即机器人的脸）看到机器人面前的一切。
在很多团队看来，这种机器人与 VR 技术结合的方式，让人类距离未来世界更进一步。相较于其他实现方式，该领域面临的问题并不那么致命，比如网络延迟、VR 设备的分辨率和视角不够高、化身机器人不够灵活等，这些都是会随着时间推移逐渐解决。
更重要的是，这种通过人来远程操控机器人的方式，在日益严重的「AI 取代人类」焦虑中，找到了另一种解决办法。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校团队的 Avatrina 机器人｜IEEE
想象一下，当获胜团队能够结合最先进的技术，让任何未经培训的操作员在非常短时间训练之后，远程操控 100 公里外的化身机器人，在特定环境中完成从简单到复杂的各种任务，就将颠覆商业领域的部分工作形式，如商场引导、酒店服务、景区旅游、产品销售等，均可以在人们足不出户的情况下完成，并节约大量资源。
正如伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校计算机科学教授 Kris Hauser 所说：「虚拟体验不会完美替代所有面对面的互动，但即使我们可以替代 50% 的出行，这仍然是时间、成本和能源消耗方面的巨大胜利。」
03
「阿凡达」照进现实
在机器人研究中，具有自我决策能力的 AI 机器人作为当下最热门的话题时常登上热搜，也伴随「AI 取代人类」的焦虑被不断讨论，但实际情况或许并非如此。
如今的我们可以看到，无论是深空之中的太空舱机械臂，还是家庭当中的机器人助手，人类通过远程控制机器人完成一些特定工作早已成为现实，而 Avatar XPRIZE 的目标则是再向前一步，让机器和人的结合更加紧密。
「疫情期间，一些可远程操控的机器人，已经被用于为隔离在家的患者提供远程医疗服务，与亲人交流，通过远程操控还可以完成喷洒药物，或者紫外线消毒等任务。而更进一步，他们还出现在手术操作、爆炸物处理甚至太空探索中。」在 Kris Hauser 教授眼中，这类机器人依然是应对老龄化的重要工具，正如他所说：
「化身机器人即将出现的最大机遇之一是家庭保健。由于人口老龄化，美国到 2035 年将会出现超过 100 万的家庭保健助理缺口。老年人需要的很多帮助都是相当常规的，如果你可以在半夜登录机器人的虚拟化身花 10 分钟来帮助他们，而不必聘请全天候护理，那么对很多家庭来说将是一个巨大的帮助。」
更实际一些的应用在于，化身机器人与我们如今常见的商用 AI 机器人还能相互结合，实现 1+1＞2 的效果。
挪威的HALODI机器人｜HALODI
总部位于挪威的机器人公司 HALODI，其生产的商用人形机器人，可以使用 AI 执行诸如门迎、超市导购等预编程服务。
而当它需要完成那些超出预编程范围内的服务，例如为人开门、捡拾物品等内容时，位于后端的操作员便可以通过接入 VR 设备接管机器人，通过获得机器人的视线内容、听到机器人听到的声音，为机器人面前的人提供对应的服务和操作。
这种结合的方式不仅不会让人失业，还能极大减轻人们的工作负担。基于这种方式，HALODI 的机器人已在挪威落地商用，并成为部分医疗机构的「特殊服务生」。
从某种意义上看，机器人技术的发展和现在正火的自动驾驶类似，终极目标是 L4-L5 级别的完全自动驾驶汽车。但是，真正要达到这个目标，仍然需要很长的路要走。在此前之前，人类驾驶员依然是主角。
在科学家能够研发出「终结者」一样的通用 AI 型机器人之前，使用 VR 等方式，将远方的人类作为操作和决策主体，可能是未来机器人发展的重要变量，和非常可行的方式之一。
而 Avatar XPRIZE 大赛所展示的，则是人类向「阿凡达」机器人方向的努力。
*头图来源：视觉中国
本文为极客公园原创文章，转载请联系极客君微信 geekparkGO
极客一问
你如何看待化身机器人？