从MIT的腿部实验室起步,先后三度易主(谷歌·软银·现代)。从BigDog到液压Atlas,再到电动Atlas。本文讲述缔造了运动智能一个时代的波士顿动力,其创业、革新与最新动向的故事。
当一台人形机器人跃上箱子、以双腿落地、继而向后完整翻转一周、又稳稳停在双脚之上的视频在2017年底席卷网络时,许多人初次涌起的情绪,是惊叹与不安交织的一种奇异感受。那记后空翻并非模仿人类体操的简单杂耍,而是一纸宣言:机器已能实时计算并控制自身的重心与转动惯量。而作出这纸宣言的公司,正是波士顿动力。
然而,对长期关注这家公司的人而言,那段视频并非突如其来的事件,而是一个问题历经数十年追问后的自然归结。怎样才能让机器像动物、像人一样,在不失衡的前提下粗野地运动?这一问题始于1980年代的一间大学实验室,途经一台军用驮运机器人与一台灾害救援机器人,熬过三度易主的剧烈并购,终于抵达今日那台走进汽车工厂的电驱动人形机器人。本文将循着这段漫长的旅程,从最初一直追到最新。
故事的起点处,站着一位名叫马克·雷伯特(Marc Raibert)的工程师。1980年代,他在卡内基梅隆大学、继而在麻省理工学院(MIT)领导着一间名为腿部实验室(Leg Laboratory)的研究室,钻研着一个在当时看来颇为古怪的主题:如何让以腿、而非以轮行进的机器,在保持平衡的同时奔跑。他实验室里造出的单腿、双腿、四腿机器人又蹦又跳、奔跑、翻筋斗,而在这一过程中,他奠定了动态平衡的科学基础——那是一种不靠停下来寻求安定、而靠不断运动来恢复平衡的控制。
1992年,雷伯特把这项研究带出校园,作为MIT的衍生公司创办了波士顿动力。耐人寻味的是,早期的这家公司,与我们如今所想象的机器人公司颇为不同;它一度靠为军方与企业制作人体动作仿真软件来盈利,真正开始大规模制造实体机器人,是其后的事。然而,铺在公司根底的哲学从一开始便十分清晰:机器人不该是重复既定动作的工业机械臂,而应是一个像动物那样、在不可预测的现实地形之上自行取得平衡而运动的存在。
这一信念头一次在世人面前留下强烈印象,是在2000年代中期,通过获得美国国防高级研究计划局(DARPA)资助而开发的BigDog。这台四腿行走的机器人,是为了成为背负重物、跟随士兵翻越险峻山地的军用驮兽而打造;它在雪地上打滑却不倒地、能恢复姿态,从侧面被踢踉跄之后又重新取得平衡,那副模样甚至唤起一种宛如目睹活兽的、令人不安的熟悉感。
在BigDog前后,这家公司接连推出了一系列试图以机器再现野生动物运动能力的实验。以每小时数十公里在跑步机上疾驰、刷新四足机器人速度纪录的Cheetah(猎豹),以及取人之形、为测试防护服阻隔化学物质的性能而行走与蹲伏的PETMAN,便是其例。这一时期的机器人大多并非商业产品,而是研究演示,但波士顿动力借此把粗劣环境中的动态平衡这一专属领域,推升到旁人难以企及的水平,同时也建立起一种通过视频在大众心中留下深刻印象的独特文化。
把四腿之上积累的平衡之科学移到双腿之上,是一桩艰难得多的挑战,而这桩挑战的结晶,便是2013年为DARPA灾害应对机器人挑战赛(DRC)而公开的人形机器人Atlas。在打造一台能于人无法进入的灾害现场关阀门、清瓦砾、开车辆的机器人这一目标之下——正如福岛核事故所揭示的那样——早期的Atlas是一台以液压驱动的、强劲却笨重而粗野的机器。
这台液压式Atlas起初不过是一台拖着一大把电缆、迟缓挪动的笨重机器,但经波士顿动力之手,逐年获得了惊人的敏捷。它走过崎岖的乱石滩,单脚取得平衡,终于抵达跃上箱子、翻后空翻的阶段;而在这一过程中,波士顿动力所展示的并非单纯的硬件之力,而是把全身关节一齐协调、生成跃动动作的全身控制之深。
Atlas是一台商业上从未售出过一台的纯研究用机器人。即便如此,这台机器人之所以重要,是因为从今日特斯拉的Optimus到中国的众多人形机器人,几乎每一家跳入这个市场的公司,无论自觉与否,都把Atlas率先展示的动作基准线当作出发点。Atlas未曾售出,但它的视频点燃了整个产业的想象力。
在技术上虽属世界顶尖,波士顿动力却长期不是一家赚钱的公司。由于其炫目的演示视频与真正卖得动的产品之间相距甚远,这家公司走上了一条独特的命运,接连辗转于识得其价值的巨型企业之手。第一位主人是谷歌;2013年,对机器人业务怀有野心的谷歌(后来的Alphabet)收购了这家公司。然而在围绕清晰盈利模式的分歧之中,谷歌最终于2017年把这家公司转给了日本的软银。
软银同样押注于机器人的未来,但真正把波士顿动力培育成一桩正经生意的,是第三位主人——韩国的现代汽车集团。现代于2020年末宣布收购,2021年以约11亿美元的企业估值取得控股权,其后又买下软银所留的股份,朝事实上的完全所有迈进。最具标志性的美国机器人公司,其主人竟是一家韩国汽车企业,这一悖论,也是一幕预告:汽车的大规模生产能力,与机器人的运动智能,将在此相遇并结成新的联合。
在现代的资本与商业意志之下,波士顿动力正式着手于商业化这桩积年的功课。其头一份果实,便是自2020年6月开始销售的四足机器人Spot;作为BigDog的后代,这只黄色的机器狗被卖往发电厂、建筑工地、制造工厂、油气设施与矿山等危险而重复的巡检现场,数百台开始真正干起活来。代人巡视那些一一查看既麻烦又危险的场所、并采集数据的工作,比炫目的后空翻更早变成了钱。
成为Spot原型的,是更早公开的、小巧而敏捷的SpotMini。在屋内上下楼梯、开门、端送碗碟的这台演示机器人,抹去了BigDog那军用的粗野印象,担起了一座桥梁的角色,昭示波士顿动力的技术能够走入日常与产业的现场。
继Spot之后,波士顿动力推出了瞄准物流仓库的机器人Stretch。在带轮的底座之上架起一条长而有力的手臂与吸附式夹爪,这台机器人被设计来自动化从卡车上卸箱、码上托盘这类单调而繁重的作业,并被引入DHL等物流企业的现场,与Spot一道成了公司近期的收入来源。这家曾被称作实验室之宝石的公司,终于开始具备一个自食其力的生意的模样。
而在2024年4月,波士顿动力接连公开了两段同时宣告一个时代终结与开端的视频。它先以一段引退视频作别——那段视频汇集了相伴十余年的液压式Atlas摔倒、踉跄的幕后片段——并在次日便展示了一台全然以电力驱动的全新Atlas。那台原本躺在地上的电动Atlas,把双腿向头部一侧诡异地折起,以人所无法模仿的方式霍然站起,那一幕清楚地表明:这台机器人,将不再止步于模仿人的动作。
从液压到电力的转换,并非单纯的部件替换,而是一次哲学的转换。正如第3篇所述,液压能输出强劲之力,却笨重、漏油、精密控制困难;而电力驱动更轻、更静、可更细腻地操控,因此远更适合工厂这般的实际作业现场。这台新的电动Atlas具备超出人体关节活动范围的转动自由度,腰部可旋转360度、四肢可自由弯折,在力量与柔韧两方面都被设计得胜过常人。从一台为炫技而生的机器人,转向一台为真正干活而生的机器人——Atlas的目的本身,已然迁移。
电动Atlas须解的下一道课题,不在身体,而在头脑,也就是人工智能。身体再出色,若不能自行判断该做什么、怎么做,便仍是一台重复既定动作的机器;为此,波士顿动力正同时走着两条路。一条,是通过创始人雷伯特于2022年以现代之资金另行设立的机器人与AI研究所(RAI Institute),让机器人更好地理解周遭世界的基础研究;另一条,是2025年与丰田研究院(TRI)一道推进的大型行为模型(Large Behavior Model)的开发。
尤其是与丰田研究院的协作,值得关注。这是一种以语言接受指令、把行走与手上作业作为长跨度任务纳入同一套策略来执行的尝试;让一台学过人所展示的大量示范、以及附在其上的语言注释的Atlas,能够遵循一般化的指令自行行动。事实上,在2024年底以来公开的演示中,Atlas已展现出在模拟工厂环境中,按清单所列对部件进行分类与搬运、且无需人工遥控而自主完成作业的姿态。
而在2026年,这一切潮流收束为一款产品。波士顿动力在1月的CES 2026舞台上公开了电动Atlas的量产版,并随即在波士顿总部投入生产;这台具备56个自由度与50公斤举起能力的量产版Atlas,其最大的需求方,正是母公司现代。现代汽车集团宣布计划在自家车辆制造现场部署2.5万台以上的Atlas,量产初期每台约13万至14万美元的单价,预计在累计产量超过5万台后将降至3万美元上下。核心部件——高功率执行器,由现代摩比斯供应,呈现出汽车集团的垂直整合向机器人延伸的图景。
波士顿动力最大的竞争力,在于旁人难以模仿的、数十年的运动智能——也就是在粗粝的现实之中,自如地驾驭机器人之身的那份深度。从BigDog起步、历经液压Atlas、抵达电动Atlas,这家公司的硬件与全身控制技术,至今仍是业界的基准线;而在其上又添了汽车制造这一巨大的实需求与现代集团的垂直整合,这是其他竞争者所不具备的稳固根基。
然而挑战同样分明。正如第5篇所见,特斯拉以资本与人工智能、正如第8篇所见,中国的众多企业以压倒性的物量与价格,追赶着这个市场;在机器人的胜负之处逐渐从身体移向头脑、即移向人工智能与大规模生产之成本的潮流里,仅凭运动智能开创者这一席位,或许并不足够。最早以双腿站起的公司,能否成为最早占据市场的公司,其答案,系于电动Atlas在现代的工厂里究竟能多有用地工作。这家缔造了一个运动智能时代的公司,其下一章,此刻才刚刚开始落笔。