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我们都知道日本是机器人强国，但是网上很多人有一种错觉，觉得日本机器人的技术世界第一，理由无非是，比如说日本的工业机器人产能和销量世界第一，日本有机器猫、阿童木、机动战士高达等经典动漫作品，我不否认日本机器人产业和文化的发达，但以此来说明日本的技术世界第一的话，实在是有失偏颇，销量高不代表技术最牛x,何况机器人也分工业机器人、服务机器人、特种机器人，在服务机器人和特种机器人领域，美国说自己是第二，还没人敢说是第一。作为站在公正客观立场的科普作者，我今天有必要替美国的机器人技术说点公道话，让大家看看什么才叫真正的机器人，相信大家看完后对机器人会有更深入的了解和认识。
大家应该都还记得日本福岛核电站发生的核泄漏事故吧，当时处理泄露所使用的机器人正是来自美国iRobot公司，美国派出4个机器人深入电厂检测核辐射情况。事后，日本政府还批量采购了美国机器人用于核事业，日本机器人自己搞不定，要不然也不会批量采购。从这个事情我们就能看出来美日两国的技术差距，美国机器人能在复杂环境下，机器自己学习，无需编程就能知道如何自己独立地完成被指派的任务，具有非常强的灵活应变能力，而日本的机器人则擅长在汽车装配线，无论是抓取零件还是焊接车架，都是提前编好程序，重复千百万次都固定不变的动作。
说白了机器学习和人工智能技术才是机器人最核心的技术，而这方面的技术美国是领先世界的。
接下来就说几个最能代表美国技术实力的机器人，先说说波士顿动力Boston Dynamics 的仿人机器人，阿特拉斯2（Atlas）是人类有史以来敏捷度最高的人形机器人，硬件性能是真的吊炸天，整个机器人系统硬件的集成，在机器人本体上的动力源包括电池和液压泵、电液伺服驱动器（体现在液压缸的快速响应与精确力控）、稳定且高精度的传感器再加上优异的机械设计、结构强度，让它拥有了可以走路、跑步、攀爬、跳越过障碍，也可以在跌倒后自行起身的能力。
看这个接近半人高的台阶直接跳，这对缺乏锻炼的普通人也很难完成这样的运动，再看看落地时双腿主动向前小幅度跳出，非常自然的人类反应。可以说这个级别的仿人机器人，运动控制和硬件性能已经远远超出了行业的平均水准。
另外阿特拉斯的运动过程，同样需要用到复杂的人工智能算法，以保证机器人的平衡以及定位和导航功能。对于机器人来说，利用人工智能的好处在于能实现机器的“自我学习”，例如强化学习，让机器人每一次的动作都能更灵活一点，并且找到耗费能量最小的力度和姿态。
除此之外，还可以识别场景需求，例如环境是平地、山坡等，而且通过人工智能算法的引入，让机器人不但有了智能，甚至可以说机器人的智能更趋于“完整化”。因为不论是蹲、跑、跳个别动作的实现，到这些动作的连续、且是即时的实现，每一个背后都有一套算法的支持。
再比如说美国敏捷机器人公司Agility Robotics的Digit，是全球首款出售给企业工作的双足机器人，我管它叫做低配版的阿特拉斯，该机器人是用于取代枯燥、肮脏、危险的体力劳动工作而设计的，现在主要用于仓储物流的配送和搬运，说白了就是机器人配送员。
给大家看看这个视频，在送快递的时候，它能折叠起来放到无人驾驶车中，一旦无人驾驶汽车到达目的地后，就可以让机器人从车辆中抓取包裹，这时候机器人靠视觉识别技术确定纸箱的位置，然后再借助头部的激光雷达和摄像头，还有其他传感器进行自主导航，直到送达客户的家里。
视频中机器人的一系列运动中，识别、拾取和放置盒子，脚步规划和躯体平衡都是完全自主的，没有人为操控的，大家看到这种场景是不是觉得就像在看科幻电影一样，一次充电，可以让机器人全天工作,这么发展下去许多快递小哥都要失业啦。
再说说休斯顿机电一体化公司Houston Mechatronics的水下变形机器人Aquanaut，主要用于维修海底石油和天然气装置，能帮助人类在极端工作环境下，完成一些危险系数比较高的任务。最牛x的地方就是可以变形，可在潜艇与半人形机器人模式间进行自由转换，以适应不同的任务需求。大家仔细看一下，刚开始的时候它就是一艘鱼雷式潜艇，看着和其他潜航器没什么区别。
但在执行复杂的水下作业时，它就会像变形金刚一样，背部隆起，露出两只胳膊，头部携带立体摄像头，3D传感器和声纳系统，接着展开它那强大的手臂，上面装配有压力传感器和爪形夹钳，可以向八个方向移动，就像人的胳膊一样，再接着它就会从身体取出工具开始工作啦，完整的变形只需要30秒。
更牛x的是，从机器人出发到任务结束，技术人员只会监督而并不会直接控制机器人执行任务，任务完成之后它会自动归位。当时看完这个视频就直接把我给惊到了，Amazing!自动化程度真的非常非常的高！大家要知道传统的无人水下航行器，需要技术人员控制它的传感和计算系统，以便完成自动操作，但是这款机器人不需要人的直接控制就能完成任务，美国的科研创新水平独步全球真的不是吹出来的。
再来看看波士顿动力的最新仓储物流机器人Stretch，从外观上看，它其实就是一个可以随意移动的机械臂。这是一款专为仓库打造的机器人，货物的入库、存储、包装、分拣，都可以由它来完成搬运。底部方形盒内的小型平衡器非常牛x.装载该装置的机器人就算跑、跳、后空翻之后也能保持平衡，发那科积累了几十年的机械臂生产经验，却仍然无法将其与移动底盘有机的结合起来，这就是美国厉害的地方。
熟悉的老铁应该知道，波士顿第一个仓储机器人是鸟形的Handle，凭借其深度学习软件，这个机器人可以自主识别定位箱子，将货车上的货物卸下，并将货物送上或卸下输送带，每小时可以拾起360个箱子，它摇摆的尾部可以帮助它在运动和搬运重物时进行平衡。但一直被人吐槽搬运效率太低，所以就推出了这款Stretch，每小时能搬运800个箱子，达到了一个工人的搬运效率。
它的机械臂具有7个自由度，可抓取并移动最多23个箱子，大约46斤的重量。机械手臂顶端有一个大吸盘，类似吸尘器的装置可以将货物吸附起来。大家仔细看，当一台在拖拉物流传送带的时候，另一台已经开始从货架上卸下箱子并放在传送带上。而且更重要的是，一次充电就可续航16小时，工作长达8小时。正好可以代替仓库一个人一天的工作量。
还有手术机器人领域，美国Intuitive Surgical的达芬奇机器人更是称霸这个市场长达20年之久，现在医院用的基本都是达芬奇，这种手术机器人可以轻松地将葡萄皮剥开再缝合，目前已经完成了几百万次的手术，拯救了500多万人的生命，拥有极强的不可替代性。就比如做前列腺切除术非常的复杂，周围神经众多，一个不小心，就会造成小便失禁或性功能丧失。而达芬奇机器人操作精准，可以轻松完美地完成医生无法完成的手术。
还有人说日本有全球最逼真的人形机器人，那我就让大家看看美国公司Garner Holt Productions研制的一款，美国第十六任总统林肯外形的机器人吧，它不仅外形特别逼真，还有着丰富的面部表情，能挤眉弄眼，头部目前是机器人里面最先进的。给大家看看扒下脸皮后的林肯，大多数机器人的脸部动作都是以每秒32帧的频率变化，而它可以达到每秒1千帧。
还有迪士尼乐园的人形特技机器人，主要用来代替特技演员来完成高难度有危险的空中杂技。大家看它在空中流畅的空翻和旋转动作，还有逼真的形态，一点都感觉不到它是生硬的机器人，远处看的话真的像个人！运动的原理，就是通过其内置的气动式装置来控制身体的折叠和伸直。在落地前，搭载的激光测距仪和六轴惯性测量单元，能帮助机器人进行完美的落地。目前像是模仿超人、钢铁侠等超级英雄飞行的动作，它都能够完成。
不仅如此，迪士尼还挖角波士顿动力工程师，研发了一个电影银河护卫队2里的小树人“格鲁特”，主要用来放在迪士尼乐园与游客互动，这个小格鲁特走路平稳、手臂摆动逼真，还能与人互动交流，看起来就像从漫威电影中走出来的一样。
还有波士顿动力的四足机器人，相信大家已经很熟了，专门提供给美军用于野外运输较大负荷的重物，这种四足机器人和传统的轮式或履带式机器人最大的不同就是，四足机器人能够适应更多的地形地貌，通过性能更强，另外奔跑速度也非常快，可能比我们人都跑得快，平衡性也非常的棒，奔跑过程被人踹一脚也摔不倒。主要原因就是内部装有一台计算机，可根据环境的变化调整行进姿态。可以说它是当前世界上最先进的，能适应各种崎岖地形的机器人。
从上面的例子我们就能看出，美国人在机器人方面更重视应用，也就是系统集成，热衷于机器人前沿技术的研发，至于工业机器人说实话，美国人压根就看不上眼，美国企业很早就发现工业机器人本体净利率很低，发那科、安川、KUKA等只有2-3个点净利率。由于行业竞争激烈，连韩国这种小国的工业机器人生产商都已占到全球5％左右的市场份额，机器人本体价格跌得太快，美国企业看到本体利润空间太薄，所以很多企业干脆就不搞了。
但不意味着美国机器人技术就落后了，美国在机器学习和人工智能，服务机器人和国防军工机器人领域绝对是独领风骚的，而日本强调的是产业链分工。大家不要忘了，美国搞得高精尖的技术基本都是它独有的，其他国家基本没能力跟进，比如说阿特拉斯，技术门槛太高，其他玩家根本无力跟进，这就是美国敢说自己是机器人第一强国的底气。关于美国创新的机器人技术还有很多，我后续会接着说，希望大家持续关注，我们下期见。