迪士尼挖角波士顿动力,耗时3年打造漫威英雄机器人,1:1复刻效果堪比CG

作者 | 晓查 梦晨

还记得《银河护卫队2》中萌萌的小树人“格鲁特”吗?

注意了,这可不是漫威新电影的CG画面,而是迪士尼公司打造的真实机器人。

这个小格鲁特走路平稳、手臂摆动逼真,还能向人眨眼,简直和电影里的画面一模一样。这个机器人的身高76厘米,1:1还原了《银河护卫队》中对小格鲁特的设定。

外媒TechCrunch主编说,在互动的时候,“完全忘记了它是一个机器人”。

迪士尼研究它可不仅仅是炫技,也许你很快就能见到这位可爱的小格鲁特了。因为开发它的初衷,就是为迪士尼乐园设计一款能与游客互动机器人。

而且,只要对外表稍加改造,这款机器人还能变身《星球大战》里的尤达大师,或者是《白雪公主》的七个小矮人。

为了制造出如此逼真的双足机器人,迪士尼技术团队启动了一个名为“Kiwi”的秘密项目,耗时3年完成,直到最近才被科技媒体TechCrunch揭晓。

2018年,他们制造了小格鲁特腿部的原型。

2019年,小格鲁特在研究人员的指导下学会了走路,在迪士尼的办公室里引得员工驻足观看,虽然它偶尔也会摔倒。

到了2020年,迪士尼给小格鲁特穿上外衣,加上面部表情。小格鲁特机器人不仅能够单足站立,甚至还能挥手跳舞。

至此小格鲁特才算基本完成。

小格鲁特背后接的线,是调试时方便接收现场编程指令用的,非必须。电池续航可达45分钟。

到时候游客在乐园中看到的,就是一个独立自主行动,并能与人互动的鲜活形象。

挖来波士顿员工

看到这里,你是不是想到几个月前翩翩起舞的波士顿动力机器人Atlas。

没错,开发小格鲁特的团队中有波士顿动力前工程师。

2016年,迪士尼挖来了Scott LaValley,就是他为波士顿动力开发了双足机器人Atlas的第一个原型版本。LaValley当时主要负责Atlas的腿部系统。

加入迪士尼后,LaValley着手开发一款自平衡自动双足机器人。

“Kiwi”项目的目标很明确,就是这个机器人可以独自行走,由电池供电,并能写入程序与迪士尼乐园里的游客互动,做出不同手势和表情。

因为有这么多特殊的高要求,迪士尼只能从头开发自己的机器人技术。

背后的技术

首先要解决的是机器人的骨架。

“小格鲁特”需要容纳的电机等关键部件太复杂,无法通过铣削或铸造等传统机械加工方式制造,只能使用工业3D打印机定制金属部件。

3D打印金属骨架是空心的,可以允许空气在内部流动来冷却发热部件。

其实现在的小格鲁特本身就是一个散热装置:空气在衣领部位吸入,在嵌入骨架中的风扇和排气管推动下流过全身,最终从在裤脚边流出。

小格鲁特的腿部使用反向动力学平衡系统,使动作效率更高、速度更快。而且,即使你轻轻推它,或者一只手放在它肩膀上,它也可以很容易地保持静止不动。

为了尽可能缩小机器人的体积,迪士尼开发了一种巧妙的齿轮系统,允许不同关节之间共享电机。

接下来是一套特殊的电机,可以动态改变扭矩和并具有额外传感能力,以提高稳定性,并对不均匀的地面和环境做出反应。

因为电线线路往往最容易出故障,为了尽量减少整布线量,迪士尼团队还设计了一套柔性电路板,将一整块电路分成不同部分,嵌入到机器人的“骨头”中。

最后,这个机器人靠内置的电池供电,一次充电可以运行45分钟,迪士尼已经在开发更轻的3D打印骨架,也许今后的续航时间能够更长。

来自幻想工程

小格鲁特所属的Kiwi项目,来自迪士尼幻想工程部(Walt Disney Imagineering, 简称WDI)。

Imagineering这个词来自幻想(Imagine)与工程(Engineering)的结合,这个部门专门负责设计和建造世界各地的迪士尼乐园。

4年前,迪士尼在西南偏南(SXSW)音乐节上宣布,要在乐园中推出卡通形象的机器人。

迪士尼乐园重视这些幻想角色的真实感和完整性。如保证不让游客同时看到两个米奇,因为世界上只有一个米奇。

迪士尼还曾规定穿着道具服扮演这些角色的演员,不能在社交媒体或采访中透露自己扮演的是哪些角色。

打造自主行动的机器人演员,除了让这些角色看起来更真实以外还有个原因,就是成年人类无法扮演那些小体型角色。

至于从小格鲁特开始做起的原因嘛,是互动难度较低,毕竟它只有一句台词。

负责迪士尼Project Kiwi的项目主管Scott LaValley,之前参与了波士顿动力Atlas的前代机器“Petman”,和六足机器人“RHex”的研发,可以说是经验丰富。

不过迪士尼机器演员,不需要像Atlas那样掌握高难度的翻滚等动作。

在基础的平稳移动之外,更需要与游客,特别是小孩子互动的能力。

为此迪士尼与机器人表情上全球领先的公司Hanson Robotics合作,

△阿凡达中的纳美族萨满

第一个被授予人类公民身份的机器人索菲娅就出自这个公司。

迪士尼在把幻想角色通过机器人带到现实世界方面还做过很多其他努力。

比如这个特技表演机器人,就可以出演蜘蛛侠,在空中翻滚。

在机器人与游客交互方面也做出了一些探索,2017年就在迪士尼星球大战主题乐园Galaxy’s Edge中测试过机器人“Jake”的表现。

此外迪士尼还推出过星球大战中BB-8机器人的玩具,虽然已经停产,但现在还能买到。

幻想工程部表示,离小格鲁特正式出现在园区还需要一段时间,需要进一步完善与人类互动的部分以应对突发情况。

比如突然有小孩子冲过来拥抱小格鲁特,机器人怎样维持不倒地,同时还不能对孩子造成伤害。

参考文献

[1]https://techcrunch.com/2021/04/23/disney-imagineerings-project-kiwi-is-free-walking-robot-that-will-make-you-believe-in-groot/

[2]https://www.youtube.com/watch?v=SjMJRY2YPXY

[3]https://www.youtube.com/watch?v=UEBndVLPzTY

[4]https://www.youtube.com/watch?v=CWDLYqdLYGg

小格鲁特完整视频演示:

https://www.youtube.com/watch?v=EdDJ77uDwWQ

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