但近日，日本豐田研究所(TRI)推出了一種全新的機器人Punyo，并表示希望通過Punyo將人形機器人向前推進一步。

　　Punyo在機器人的設計理念和操作方式上都有創(chuàng)新。它沒有腿，并且截至目前為止，TRI團隊制研究機器人的軀干，并開發(fā)操縱技能。

　　設計理念：服務人類日常生活

　　傳統(tǒng)的工業(yè)機器人多應用于車間作業(yè)、組裝等任務，目的是提高生產效率、減輕勞動強度。而在未來，服務型機器人或許會進入更多家庭，直接面向和服務于普通人的日常需求。

　　TRI研究人員表示，Punyo的目標就是成為一個“幫助人們在家中和其他地方完成日常任務”的機器人。

　　這一設計理念決定了Punyo需要具備靈活、柔軟、安全的特征。因為要進入復雜多變的家庭環(huán)境，就不能出現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)機器人那樣堅硬、僵硬的機械手臂，否則會給人帶來危險感，也無法完成各種日常物品操作任務。這與SoftBank機器人Pepper的設計思路有些類似，都著眼于如何讓機器人更融入人類生活。

　　面向服務應用也要求Punyo能夠學習各種日常技能，而不僅是進行工廠流水線上的單一操作。這需要賦予機器人強大的學習能力，通過觀察、模仿人類示范來掌握各種日常任務的操作方法。

　　對于人形機器人來說，使用整個身體的操作是棘手的，因為平衡是一個難題。然而，TRI的研究人員設計了它的機器人來做到這一點。

　　“Punyo 做事的方式不同。利用它的整個身體，它可以承載比簡單地用伸出的手按壓更多的東西，“TRI全身操縱技術負責人之一Andrew Beaulieu補充道?！叭彳浂取⒂|覺感應以及進行大量接觸的能力有利于更好地操縱物體。”

　　軟硬結合機體

　　要實現(xiàn)靈活柔軟的機器人設計，TRI采用了硬軟結合的機械手臂設計。Punyo 的手、手臂和胸部覆蓋著順從的材料和觸覺傳感器，這樣既可以感受外界接觸，柔軟的材料也能使機器人的身體能夠與它所操縱的物體保持一致。

　　這是目前許多軟體機器人的典型設計思路。

　　與此同時，在柔軟外殼下面，Punyo內部還保留了兩個“硬”的機械手臂作為骨骼支撐，以及一個軀干框架和腰部執(zhí)行器，來提供力學支持和精確控制。這種硬軟結合設計集傳統(tǒng)機器人的力學優(yōu)勢與軟體機器人的柔軟特性于一身。

　　具體來看，Punyo手臂上的氣囊可根據(jù)需要調節(jié)內部壓力變硬變軟，在保證一定力學剛性的同時，也提供了約5厘米的順應性。“爪”也采用高摩擦的乳膠氣囊設計，手掌心的攝像頭可以通過觀察氣囊表面變形來感知外力大小。整個手臂都可彎曲轉動，而且氣囊互相連接，這使得力量可以順暢傳導，避免機器人“斷臂”。

　　強大的學習能力

　　要適應家庭環(huán)境中的多變任務，Punyo必須具有強大的學習能力。

　　根據(jù)TRI團隊介紹，Punyo 使用兩種方法學習了接觸豐富的策略：擴散策略和示例引導的強化學習。TRI去年宣布了其擴散政策方法。通過這種方法，機器人使用人類演示來學習難以建模的任務的穩(wěn)健感覺運動策略。

　　示例引導的強化學習是一種需要在模擬中對任務進行建模的方法，并通過一小組演示來指導機器人的探索。TRI表示，它使用這種學習來實現(xiàn)可以在模擬中建模的任務的魯棒操作策略。

　　當機器人可以看到這些任務的演示時，它可以更有效地學習它們。它還為 TRI 團隊提供了更多空間來影響機器人用于完成任務的運動風格。

　　該團隊使用對抗性運動先驗(AMP)，傳統(tǒng)上用于將計算機動畫角色風格化，將人類運動模仿納入其強化管道。

　　強化學習確實需要團隊在模擬中對任務進行建模以進行訓練。為此，TRI使用基于模型的規(guī)劃器進行演示，而不是遠程操作。它稱這個過程為“計劃指導的強化學習”。

　　TRI聲稱，使用計劃器可以使難以遠程操作的長距離任務成為可能。該團隊還可以自動生成任意數(shù)量的演示，從而減少其管道對人工輸入的依賴，這使 TRI 更接近于 增加 Punyo 可以處理的任務數(shù)量。

　　雖然目前Punyo軟體服務機器人還處于初級階段，各方面性能有待提高，但其應用前景廣闊，并且Punyo的設計理念和技術路線也為業(yè)內提供了新思路。