受大量影視劇的影響，人們一提到AI（人工智慧）與機器人，往往會想到“毀滅世界”的《終結者》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（人工智慧日）活動中，特斯拉CEO埃隆·馬斯克極為詳盡地介紹了其開發團隊是如何打造特斯拉機器人（Tesla Bot）及其背後的硬核實力，並且強調這不會是一臺“嚇壞小朋友”的機器人，而是可以用來“實現更低的勞動力成本，終將帶來更快速的經濟發展”的機器人；甚至在解決機器人核心的智慧和執行器等相關問題之後，將會成為“人類的夥伴”：“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特的性格。我相信在每個人的創意下，將創造出精彩紛呈的Optimus。”

特斯拉在電動汽車、航天領域的開創性和成功固然人所共知，但由於一些難以突破的技術瓶頸且缺乏清晰的應用場景（看不到剛需），“人形機器人”近年來並不受資本界的待見，學術界甚至悲觀地認為：“除非像尼古拉斯·特斯拉這樣的天才人物出現，否則能獲得公眾認可、嚴格意義上的雙足人形機器人的誕生只能是‘有生之年系列’”，哪怕出現也只能是富人才能負擔得起的“玩具”；再加上一些廠商正在開發的能夠行走、奔跑甚至跳躍的機器人或機器動物似乎更具商業潛力，因此馬斯克自從去年AI Day“畫餅”之後沒少受到業內專家的質疑：你一個“外行”憑什麼創造奇蹟呢？

出乎大部分人的是，特斯拉只用了短短6個月時間，Tesla Bot就來了。

“今天是我們第一次將Tesla Bot展現給世人，準備好了嗎？”馬斯克話音未落，內部代號為Optimus（其中文名會讓絕大多數國人虎軀一震——“擎天柱”）的原型機閃亮登場，雖然只是簡單的轉身、停止、揮手問候等一系列動作，但已經引起了現場觀眾的齊聲歡呼。

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行展示），開發團隊沒有為它安裝外殼，而是直接將內部構造呈現出來，關節、骨骼、電纜等裝置清晰可見，從而直觀展示每個動作細節。而在官方影片中，還展現了Optimus目前的使用場景：在辦公室內，它可以靈活地提起水壺澆花、雙手搬運物料至目標位置、準確定位周圍人員並主動避讓。據介紹，Optimus已經在特斯拉弗裡蒙特工廠投入到簡單工作之中（比如抓取和運送部分零部件），並擁有自己的行動路線，接下來還會部署數千臺人形機器人，以推動研發程序的加快。

有意思的是，這並非當天亮相的唯一“選手”，另一臺安裝有外殼的“擎天柱”隨後也走上了舞臺並展示了更為豐富的手部動作，從緊跟在身後的數名開發人員就能看出，這臺特斯拉機器人的版本要“新鮮”得多。馬斯克指出，Optimus的版本迭代十分之快，會遠超汽車等產品。

當然了，令大家最為興奮的還是馬斯克預測的“時間表”，

Optimus有望在3-5年間量產上市

：“

我們的產量應該可以達到數百萬臺，預計它的價格比汽車便宜得多，預估機器人最終價格將達到2萬美元以下

。”

那麼，在過去半年時間裡，Tesla Bot是如何從一個概念迅速走向現實的呢？首先，特斯拉工程師必須解決一個核心問題：“如何讓機器人像人（一樣行動）？”

行走，對於人類來說可能是再簡單不過的日常動作，但機器人要實現穩定行走則充滿巨大挑戰。首先特斯拉需要讓機器人具備物理層面的自我認知，保障運動能效、保持平衡以及迅速應對環境中的風險，同時也要兼顧四肢長度、重量等方面。“我們一直在從生物學中汲取更多靈感，”特斯拉工程師表示，“在運動、規劃和控制性上，我們在汽車領域已經積累了充分經驗，在機器人上得以活用。”

在機器人的內部結構設計上，特斯拉科研人員基於對人體特徵的洞察，對各執行器與電力系統進行了縝密的佈局（當然並非最終形態，仍會不斷調整）。據介紹，Optimus的身體共有28個自由度，採用了相較此前“友商”更為靈活的彈簧負載設計以及6種類型執行器，在關節上採用了仿生學關節設計，模擬人類關節與肌腱形態，可以完成行走、上樓梯、下蹲、拿取物體等動作。

特斯拉機器人的手部同樣採用了人體工程學設計，擁有11個自由度，得益於合理的手指關節設定，擁有不錯的柔韌性和強度表現，其執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、操作機械裝置、複雜手勢等高精度動作。

在動力方面（你沒聽錯，扭矩有望成為將來評價機器人效能的一大重要指標），Optimus的軀幹處搭載了2。3kWh、52V電池包，並高度集成了充電管理、感測器和冷卻系統。從公開資訊來看，Optimus靜坐時功耗約100瓦，慢走時功耗約為500瓦，此外其擁有自動尋找充電站的能力。“這意味著從感測到融合、再到充電管理，都彙集到這一系統內，這也是借鑑了我們在汽車設計方面的經驗。”特斯拉工程師介紹道。

雙足機器人的一大挑戰是不僅僅在能夠平穩行走，還要能在少量外部干擾的情況下依舊保持平衡。在現場播放的影片中，特斯拉展示了測試人員如何不斷用木棍戳刺Optimus的上半身，以挑戰其保持平衡的能力。影片顯示，Optimus在一定的戳刺力度下稍微前傾後便能穩住姿態，並未摔倒或長時間搖晃。當然了，包括波士頓動力的機器狗等產品也展現出過極強的防踢或摔倒再起的能力，但這種挑戰對於雙足機器人來說更有難度，特斯拉工程師也表示還在進行更加深入的研究和測試，以開發出媲美人類行動能力的“擎天柱”。

當然了，就像人類一樣，人形機器人也有自己的“軟肋”，首當其衝的就是“大腦”，特斯拉工程師表示，開發團隊正在基於汽車安全模擬分析能力打造機器人安全性：在交通事故模擬中，特斯拉透過軟體最佳化和改進車輛潰縮、電池保護等提升安全表現，而在機器人設計上，特斯拉也以同樣的方式保障Optimus 保護自身和周圍人安全的能力。例如在跌倒、碰撞等外部狀況下，機器人將採取和人類一致的決策——最大程度優先保障“大腦”安全，其次是軀幹電池組的安全，此外在結構設計、材料應用方面特斯拉也在不斷髮力，避免出現“一碰就壞”的情況。

既然說到“大腦”，這也正是機器人最難突破的瓶頸之一。“機器人需要有‘大腦’，也就是人工智慧。”馬斯克表示，在設計、訓練與製造Optimus的過程中，特斯拉大量應用了人工智慧技術；在“感官”方面，得益於完全自動駕駛能力系統的實際應用驗證，特斯拉強大的計算機視覺已可直接應用於機器人開發。

Optimus搭載了與特斯拉車輛相同的FSD電腦以及Autopilot相關神經網路技術，自動駕駛技術上的研究成果也正在幫助開發團隊在人形機器人領域去的突破。特斯拉工程師表示：“其實特斯拉車輛已經安裝了FSD電腦，我們希望可以將自動駕駛經驗與人形平臺相結合，當然機器人的實際需求和形式都與汽車存在差異，所以我們還需要適當調整。”

也就是說，每一位參加FSD Beta測試的使用者，實際上都為特斯拉開發出更智慧的機器人“添磚加瓦”。如今參與FSD Beta版本測試的特斯拉使用者，已從最初2021年的2000人擴大至16萬人；在這一年中，特斯拉自動駕駛開發團隊已經測試了7。5萬個軟體模型，並且釋出了多達281個模組，更新了35個版本。該測試版軟體的累計行駛里程已經突破4000萬英里，2023年年底有望超過1億英里。

這樣的測試力度、資料積累以及分析能力，不要說世界上其他機器人公司，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彎的決策最佳化，透過更復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，並在100毫秒內作出決策。值得一提的是，在上個月釋出的Occupancy Network中，工程師透過影片（而不是分格的影象）來訓練AI預測物體軌跡，計算出最佳路線，其運算時間僅需10毫秒。此外，在“車道模型”“動態預測”“自動駕駛演算法”等方面也有了重大升級。目前FSD Beta的深度神經網路達到100萬引數，15萬+神經網路層，37。5萬個連線。可以在5分鐘內模擬出現實中未出現的場景。

特斯拉希望機器人的“大腦”要儘可能做到人類大腦所能實現的一切，比如處理視覺資料、基於多個感測器輸入做出行動決策、支援通訊交流等，這就意味著需要超高算力、足夠的頻寬、較小的時延並且可控的成本來進行人工智慧訓練。特斯拉工程師指出，算力是自動駕駛的根本：“我們要讓Dojo超級計算機成為在AI訓練方面全球最強的超算系統。”自從應用Dojo超級計算機以來，特斯拉在神經網路訓練上已經取得了明顯的進步。

據悉，Dojo超級計算機的單個訓練模組由25個特斯拉自主研發的神經網路訓練晶片—— D1晶片組成，每個Dojo ExaPod集成了120個訓練模組，內建3000個D1晶片，擁有超過100萬個訓練節點，算力達到1。1 EFLOP（每秒千萬億次浮點運算）。得益於訓練模組的獨立執行能力和無限連結能力，Dojo超級計算機的效能拓展在理論上並無上限，它可以提供非常龐大且高效的系統。Dojo超級計算機投入使用後，特斯拉在程式碼、設計方面已經實現了30%的訓練速度提升，如透過自動標註技術，特斯拉將訓練場景的標註速度大幅提升，在人工操作的情況下這些或許需要一兩週甚至幾個月時間。

不僅擁有超高算力，Dojo還有著十分重要的特性——高效。據瞭解，只需使用一個由25個D1晶片組成的訓練模組，就能實現6個GPU Boxes的效能，且成本低於一個GPU Box；而只需要4個Dojo超級計算機機櫃的算力，就能實現72個GPU機櫃的自動標註效能。明眼人都能看出，這是馬斯克的一個“廣告”，但其面向的並非投資人，而是有志於實現“人形機器人”抱負的潛在人才。

在高效的神經網路訓練下，特斯拉FSD軟體在技術層面已經逐漸趨於成熟。馬斯克表示：“目前FSD軟體已經可以適用於全球各個地區的路況，如果地方監管政策允許，我們可以在今年年底面向全球推出FSD Beta版本軟體。”而Dojo超級計算機也將成為引領行業發展的另一個“殺手鐧”。特斯拉表示，將在2023年第一季度佈置第一批10個Dojo超級計算機機櫃，即算力超過1。1EFLOPS的ExaPOD，將自動標註能力提升2。5倍；未來，特斯拉共將在位於加州舊金山灣區的帕羅奧圖（Palo Alto）佈置7個這樣的叢集，以提供超乎想象的龐大算力。

為了控制成本和實現商業化量產，Optimus採用了與Tesla車輛相同的晶片，支援Wi-Fi、LTE連結和音訊交流，其系統軟硬體的安全性保障也正在不斷提升。

比較有趣的是，Optimus還可以透過動作捕捉“學習”人類。以搬運物品為例，特斯拉研發人員透過穿戴式裝置輸入動作，機器人透過神經網路學習，從在同一地點完成相同的動作，到進化推演出在其他場景下的方案，從而學會在不同環境中搬運不同的物品。同時，特斯拉工程師也科普了一些如何讓機器人“做正確的事”的訓練方法，與人類的學習過程十分相似。

在向觀眾“安利”時，馬斯克直言大眾對AI人工智慧過於“高估”了（用行話來說即“技術的作用總是在短期內被高估，而在長期內被低估”），他強調不應該害怕“廣義人工智慧”（artificial general intelligence，縮寫為AGI，即“打造出與人類一樣運作的自主機器人”），實際上人類在連弱人工智慧或狹義人工智慧（ANI）的研究都處於十分粗淺的階段（但由於部分學者擔憂其“邊界問題”，“人工智慧失控”的言論甚囂塵上），而發現可能性的邊界的唯一途徑，就是跨越這一邊界，進入到不可能的領域。

懂論

本次AI Day活動的內容相當硬核（甚至有些枯燥），小到機器人的關節設計、人工智慧的工作邏輯與訓練細節，大到特斯拉的規劃、機器人與智慧汽車的前景，都事無鉅細地呈現在公眾眼前，也無怪乎有觀眾會當場發問：“這其實是一場面向全球的大型‘招聘會’？”

對此，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，還要有好的結果，”他呼籲道：“希望大家對特斯拉的認識跳出電動汽車的範圍，我們在AI方面已經成為先行者，軟硬體層面都進行了大量探索。我們也在構建更強的系統、全球最強的計算機結構。如果大家有興趣可以加入我們，貢獻自己的聰明才智，一起影響世界。”也許在許多網友的眼裡，特斯拉的“擎天柱”並沒有展現出超越同行的能力（甚至有些笨拙），但在機器人從業者眼中，馬斯克的勇氣和決心無疑是激動人心的。

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