【太平洋汽车网 新车频道】在去年特斯拉AI Day上，一个人形机器人狂舞引发热议。当然那个灵活的机器人是由真人扮演的概念展示，大家也以为这不过是一场秀肌肉的表演。
北京时间2022年10月1号，特斯拉新一届AI Day上，特斯拉又一次展示了人形机器人，相比去年炫酷狂舞的表演，今年这一位显得有些步履蹒跚。不像去年机器人外壳下是以为真人演员，今天走上舞台的Tesla Bot人形机器人“Optimus”原型机没有安装外壳，关节、骨骼、电缆等设备清晰可见，直观展示每个动作细节。仅仅6个月时间，Tesla Bot就从一个概念迅速走向现实。
并且，马斯克表示特斯拉人形机器人最快3年就要实现量产。当然，对于特斯拉，我们目前更多更关注的仍然是他的汽车业务，在2022 AI Day上还还公布了FSD（完全自动驾驶能力）和Dojo超级计算机的最新进展。而Optimus原型机，也与特斯拉FSD以及Autopilot相关神经网络技术有着密切的联系。
科幻走进现实 人形机器人取代人工？
转身、停止、挥手问候，Optimus原型机完成了一次标准的人形机器人亮相仪式。在发布会现场视频中，特斯拉展示了Optimus在办公室内提起水壶浇花、双手搬运物料至目标位置、准确定位周围人员并主动避让等一系列使用场景。甚至，Optimus已经在特斯拉弗里蒙特工厂中开始投入简单工作，并为其规划了相应行动路线。
官方介绍，Optimus目前已经可以完成行走、上楼梯、下蹲、拿取物体等动作，灵活的双手得益于合理的手指关节设置，柔韧性和强度表现俱佳，执行器既能够承受约半吨重的钢琴这样的重物，也可以完成轻薄物体抓取、操作机械装置、复杂手势等高精度动作。
Optimus原型机躯干处搭载了2.3 kWh、52V电池包，高度集成了充电管理、传感器和冷却系统。“这意味着从传感到融合、再到充电管理，都汇集到这一系统内，这也是借鉴了我们在汽车设计方面的经验。”特斯拉工程师表示。结构方面，其身体共有28个自由度，采用了更加灵活的弹簧负载设计与6种类型执行器，关节采用仿生学关节设计，模拟人类关节与肌腱形态，手部则采用人体工程学设计，拥有11个自由度。
而在“感官”上，特斯拉机器人使用的是全视觉方式识别的物体边界，并借助特斯拉车型的FSD超级计算平台来进行训练。行走，对于人类来说可能是再简单不过的日常动作，但机器人要实现稳定行走则充满巨大挑战。首先特斯拉需要让机器人具备物理层面的自我认知，保障运动能效、保持平衡以及迅速应对环境中的风险，同时也要兼顾四肢长度、重量等方面。
同时，特斯拉还基于汽车安全模拟分析能力打造机器人安全性。在交通事故模拟中，特斯拉通过软件优化和改进车辆溃缩、电池保护等提升安全表现，而在机器人设计上，特斯拉也以同样的方式保障Optimus保护自身和周围人安全的能力。如在跌倒、碰撞等外部状况下，机器人将采取和人类一致的决策——最大程度优先保障“大脑”安全，其次是躯干电池组的安全，这两部分的重要性也不言而喻。
目前，Optimus不仅可以平稳行走，也能在少量外部干扰的情况下依旧保持平衡。现场视频中，特斯拉还展示了Optimus被工作人员用木棍戳刺上半身，但并未摔倒或长时间摇晃，仅稍微前倾后便稳住姿态，出色地应对了挑战。
“谈到机器人就会想到经济发展。经济的根本要素是劳动力，如果我们可以使用机器人来实现更低的劳动力成本，终将带来更快速的经济发展。”马斯克表示，将来在机器人的参与下，人们可以自由选择工作，其中简单的重复性工作可交由机器人完成，这类工作对于人类而言将成为一种选择，而不是必须。
马斯克认为，解决机器人核心的智能和执行器相关问题后，还可进一步“锦上添花”。将来Optimus在不断进化后，既能非常“有效”地完成任务，也可以成为我们的伙伴。人们可以带它出去吃喝玩乐、为它穿上各色服装、选择多种相处方式让它形成独特的性格。“我相信在每个人的创意下，将创造出缤彩纷呈的Optimus。”马斯克说。
马斯克表示：“我们的产量应该可以达到数百万台，预计它的价格比汽车便宜得多，预估机器人最终价格将达到2万美元以下。”他还预测，3-5年间Optimus即可量产上市。
更有趣的是，马斯克旋即在社交媒体上表示，Tesla Bot一定会推出“猫女”版机器人。有没有更期待了呢？
应用FSD训练经验，高效构建机器人“大脑”
机器的大脑就是人工智能，Optimus搭载与特斯拉车辆相同的FSD电脑以及Autopilot相关神经网络技术，使用的是类似的全视觉方式识别的物体边界，因此自动驾驶技术上的研究成果也帮助特斯拉在人形机器人领域打下了坚实基础。
“其实特斯拉车辆已经安装了FSD电脑，我们希望可以将自动驾驶经验与人形平台相结合，”特斯拉工程师表示，“但机器人的实际需求和形式都与汽车存在差异，所以我们还需要适当调整。”
特斯拉希望机器人的“大脑”要尽可能做到人类大脑所能实现的一切，比如处理视觉数据、基于多个传感器输入做出行动决策、支持通信交流等。Optimus采用了与Tesla车辆相同的芯片，支持Wi-Fi、LTE链接和音频交流，系统软硬件的安全性保障也再度提升。
同时，Optimus也通过动作捕捉“学习”人类。以搬运物品为例，特斯拉工作人员通过穿戴式设备输入动作，机器人通过神经网络学习，从在同一地点完成相同的动作，到进化推演出在其他场景下的方案，从而学会在不同环境中搬运不同的物品。
FSD、Dojo超级计算机公布最新进展，训练效率千倍提升
另外，特斯拉展示了FSD（全自动驾驶能力）进展，在之前的基础上，识别能力、执行决策都进行了优化，FSD Beta版已经可以从停车场自动驾驶到另一个停车场，通过十字路口，也可以等待交通灯。现在FSD Beta可以预测周围环境并行动，预测道路上其他车辆、行人下一步的行动，并给予车辆对应的指令。
在无保护左转场景中，最新的FSD Beta会先减速，选择一个相对安全的路线，更为拟人，甚至能在车辆和行人之间的缝隙通行。此前FSD Beta会以一个相对快的速度停在路口，等车辆过去之后再通行。这一升级对轨迹的判定需要经过大量的仿真计算和模拟，特斯拉将神经网络学习运用在其中，做了大量的工作和分析，来保证车辆更安全、舒适地通行。FSD Beta的深度神经网络达到100万参数，15万+神经网络层，37.5万个连接。可以在5分钟内模拟出现实中未出现的场景。
目前特斯拉正在北美广泛部署FSD Beta版本，并将在今年启动完全自动驾驶能力（FSD）软件的大规模测试，测试的用户已从2021年的2000人扩大至16万人，仅一年内就训练了7.5万个神经网络模型。目前测试版软件的累计行驶里程已经突破4000万英里，年底甚至有望超过1亿英里。
一年中，特斯拉FSD Beta测试版本的参与人数实现了80倍的增长。“2021年，有2000辆车参与了FSD Beta版本软件的测试，而目前我们已经把这个数据扩大到了16万辆。”特斯拉工程师介绍，2021年，特斯拉一共训练了7.5万个神经网络模型，相当于每8分钟就训练一个，并推送了35个版本更新。现在FSD Beta版本软件已经可以一定程度上实现完全自动驾驶，如从一个停车场导航到另一个停车场、制动等待交通灯、在十字路口和其他目标进行协调等。
特斯拉高效的数据训练得益于去年AI Day上首发的Dojo超级计算机。Dojo超级计算机的单个训练模块是由一整块晶圆制成，每个训练模块上包含有25个特斯拉自主研发的D1神经网络训练芯片。由于整块晶圆未经切割，每个D1芯片之间都是无缝连接在一起，相邻芯片之间的延迟极低，训练模块最大程度上实现了带宽的保留，配合特斯拉自创的高带宽、低延迟的连接器。
Dojo单个芯片算力为 362 TFLOPS，25 个芯片为一组，组成一个训练模块。算力可以达到 9 PFLOPS，接口带宽为 36 TB/s。这次特斯拉推出的机柜模型由 120 个训练模块组成，内置 3000 个 D1 芯片，超过 100 万个训练节点，算力将达到 1.1 EFLOPS，是特斯拉现有超级计算机的一万倍。并且Dojo 支持无限连接，理论上性能无上限。根据公开的数据，Dojo的演算力已经达到全球第五，仅次于第一的日本『富岳』、第二的美国Summit、第三的美国Sier，以及第四的中国『神威太湖』。
特斯拉不对Dojo的设计设限，它可以提供非常庞大且高效的系统。Dojo超级计算机投入使用后，特斯拉在代码、设计方面已经实现了30%的训练速度提升，如通过自动标注技术，特斯拉将训练场景的标注速度提升了1000倍，在人工操作的情况下这些或许需要一两周甚至几个月时间。
在高效的神经网络训练下，特斯拉FSD软件在技术层面已经逐渐趋于成熟。马斯克表示：“目前FSD软件已经可以适用于全球各个地区的路况，如果地方监管政策允许，我们可以在今年年底面向全球推出FSD Beta版本软件。”
特斯拉表示将在2023年第一季度布置第一批10个Dojo超级计算机机柜，即算力超过1.1EFLOPS的ExaPOD，将自动标注能力提升2.5倍；将来，特斯拉共将在帕罗奥图布置7个这样的集群，提供难以想象的庞大算力。同时，马斯克也表示Dojo超级计算机将来会像Amazon Web服务一样，付费提供给其他用户在云端使用。
结语
2021 AI Day上，一个真人舞者扮演的人形机器人，一个刚刚完成的Dojo超级计算机引发热议。而仅仅一年后，Tesla Bot机器人就真实的走上了舞台，算力超过1.1EFLOPS的第一批10个Dojo超级计算机机柜已经即将完成部署，不得不让人感慨特斯拉惊人的实力。Tesla Bot机器人何时能够真正量产还存在一些变数，不过马斯克描绘的让机器人解放人类生产力的大胆创意还是让人期待。（文：太平洋汽车网 郭睿）
