跌倒了，再爬起来。一遍又一遍。我的脚该怎么走?我如何施力?我如何控制我的平衡?当孩子们在学走路时，他们会在几周内摸索着学会这些动作。Péter Fankhauser的“婴儿”以类似的方式学习——尽管它的腿由弹簧、传感器和马达组成。他自豪地说:“ANYmal在模拟中自学爬楼梯。机器人只用了几个小时。神奇的是，与人类不同的是，成千上万的动物会跟着它一起学习。 That’s because we create virtual copies.” These copies are each given the general goal, such as to climb a flight of stairs as quickly as possible. Then disruptions are added, such as sensor noise or wind. The programs consequently learn to handle such situations independently. “Once the simulated learning processes reach an optimum level, we transfer the control to all the real robots,” Fankhauser says.

作为一名拥有机器人博士学位的工程师，他坐在会议室里一套色彩鲜艳的休息室里，以闪电般的速度轻松地谈论着检验机器人。他和ANYbotics的其他八位创始成员一起开发了这款机器人，ANYbotics是苏黎世联邦理工学院的一个分支。他说，像狗一样的ANYmal可以在没有人在场的恶劣工业环境中自主移动，也就是说，没有人类的控制或wifi。真正令人兴奋的是，这里的环境不需要像大型工厂或仓库那样专门为机器人设计。不，这个四条腿的助手可以自己找到路，尤其是在为人类建造的空间里。范克豪泽给我们看了YouTube上的视频，在视频中，我们可以看到机器人爬上爬下陡峭的钢楼梯，或者在树根和砾石小径上漫步森林。它在狭窄的钢梁上保持平衡，在火车下面爬行，安全地穿过地面上香肠般厚的电缆线圈。ANYmal可以很容易地涉水而过，在沙尘暴中幸存下来，甚至在积雪上也不会滑倒。我们甚至看到它在复活节高峰时间倒着跑，挨家挨户地送巧克力兔子。在这种情况下，即使是人类也需要高度集中注意力。gydF4y2Ba

微笑的机器人gydF4y2Ba

机器人是怎么做的?编程特别难吗?“不，这相对简单，”我们的专家向我们保证。我们在苏黎世旅行时了解到更多。ANYbotics综合大楼不仅包括办公室和会议室，还包括公司的测试中心和生产设施。当你进去的时候，你注意到空气中有某种东西。也许是你取得进步时的那种刺痛感。即将到来的改变所带来的兴奋——当你感觉自己正处于突破的边缘，就像你是某件大事的一部分。穿着牛仔裤和t恤的人热情地用英语向你打招呼。这里有来自21个国家的代表，比一年前多了25名员工。ANYbotics最近刚从投资者那里筹集了2000万瑞士法郎的资金。 This money is being used to commercialize the latest ANYmal model, the D version. This will also bring a structural change: Currently, a small in-house team manufactures about one robot per week. From 2022, the inspection helper will be produced in higher volumes on an assembly line, by a partner in Switzerland.

不过，尽管形势有所好转，ANYbotics却依然脚踏实地。创业氛围依然存在。在开放式办公室里，白板上挂着复杂的公式和图表，但时不时会有一个漫画人物混在其中，就像从漫画里逃出来的一样。台灯上悬挂着毛绒动物。在厨房里，展示着上次团队比赛的获奖作品，都是装在画框里的小油画:在独角兽背上挥手的ANYmal、在大海中爬行的ANYmal、在太空中漂浮的ANYmal。就在他们旁边，巨大的大陆分布在墙上，上面贴满了来自世界各地客户的照片。在这一切的中间是一个友好的机器人，奔跑，坐着，等待。“即使是C语言的原型，我们也不仅关注机器人的功能，还关注它的外观所唤起的情感。我们让它的眼睛看起来很友好。它们是机器人的散热口。 The depth camera forms its mouth. A small bevel makes it look like a lip, smiling. Little things like that help evoke positive associations,” Fankhauser says. The latest model has a completely different face because ANYmal D had to be made even more robust, for industrial use. Nevertheless, the successor model looks benevolent too. “We wanted to create a friendly, reliable, and useful robotic colleague who helps out. After all, it is supposed to supplement the human workforce. So it has to give the impression: I’m here to help you. Incidentally, this rules out military operations and police missions.”

它能看，能闻，能听，还能叫gydF4y2Ba

常规检查工作特别适合使用ANYmal进行自动化。ANYbotics首席执行官通过数据表明，这很快就得到了回报:“工厂操作员每天因维修而损失数十万法郎。所以机器必须尽可能少地运行。”目前，主要是由人来做检查。“这很有效——至少如果他们了解工厂并有经验的话。但这需要大量的时间和金钱，有时还非常危险。”在海上设施、下水道或矿山中，人们暴露在高压、电力、有害气体、有毒物质、灰尘和污垢中。因此，如果有人想检查这些设施，有时必须先关掉它们——而这是要花钱的。然后是运输成本的问题。“专业人员必须被运送到工厂，但每次直升机旅行的费用很容易超过3万瑞士法郎。” Shaking his head, Fankhauser adds, “Sometimes a flight to a drilling platform is necessary just to flip a single switch.” In the offshore sector, ANYmal therefore pays for itself within a few weeks.

当然，还有一种选择是为电站配备传感器，以检测运行中的异常情况。然而，这也很复杂，而且要花很多钱。“每个传感器也只测量整个系统的一小部分，随着时间的推移，必须更换，”Fankhauser观察到。相比之下，机器人的优势在于它的设计寿命相对较长——事实上，它可以连续工作三年——并且可以同时执行许多任务。这只机器狗很强壮，能搬东西。通过它的摄像头和探测器，它可以看到、闻到、听到——并“发出”警告:它读取并传递来自测量设备的数据。它拍摄热图像，并进行声学测量。它会注意到并报告是否有气体泄漏，或者机器的嗡嗡声或泵的振动是否突然听起来不同。gydF4y2Ba

动力强劲，学习时间快gydF4y2Ba

但是这个装置是如何在复杂地形中安全移动的呢?它是怎么认识周围的路的?Fankhauser说:“一种选择是带ANYmal去现场，向它展示它必须做什么，就像新员工一样。我们用操纵杆陪着机器人走在路上，并创建一个3D地图。一个小时的工厂参观通常需要半天的学习时间。”此外，机器人还有一个更简单的选择——虚拟学习。如果植物的数字模型已经存在，这是可能的。gydF4y2Ba

机器人通过传感器实现定位，而行走则使用专门为机器人开发的电动机。“我们意识到，我们需要自己的驱动器，它必须轻便，但功能强大。这就是我们和马克森合作的原因。我们两家公司在文化上非常契合，现在甚至在隔壁工作。”机器动物的四肢每个都包含三个驱动器，这意味着ANYmal总共安装了12个驱动器。它们产生行走的动作，使腿向外或向后倾斜，并弯曲膝盖。“在各种表面行走时的力控制非常重要。当跑步时，有冲击能量需要被吸收。为此，我们与maxon合作开发了一种带有弹簧的系统，可以模拟肌肉和肌腱。”gydF4y2Ba

解决方案和棘手的挑战gydF4y2Ba

在ANYbotics的测试中心，几乎高到天花板的披萨盒塔见证了漫长的白天和短暂的夜晚。在这里，椅子、桌子和电脑被组合成一种观众竞技场，在这里收集和分析数据。在舞台上，这个50公斤重的机器人上下楼梯，越过砖块等障碍物。所有员工都必须与机器保持安全距离。安全认证是一件花费公司大量时间和精力的事情。“但现在一切都结束了。我们与外部专业实验室合作，实施电气和机械安全战略。”对客户进行安全防范方面的培训也有助于将风险降至最低。gydF4y2Ba

90分钟后，ANYmal耗尽了能量。它自己注意到了这一点，跺着脚来到它的停靠站，然后像母鸡吃鸡蛋一样坐在上面。范克豪泽解释说:“你在YouTube上看到这个很酷的机器人像狗一样跑楼梯的视频。但这只是解决方案的一小部分。”首席执行官指着电脑的实时屏幕。“你必须清楚检查数据将如何传递给客户。我们提供端到端的检测解决方案。该软件附带年度用户许可证，包括软件更新和技术支持。”gydF4y2Ba

一些棘手的挑战仍有待解决:如果有人关上了一扇门怎么办?ANYmal会被困在它面前。它还不能可靠地检测生锈或裂缝。此外，它应该能够立即自行完成危险的维护工作。苏黎世的研究小组目前正在为此目的试验夹持臂。有一件事是肯定的:这个友好的机器人将继续学习，而披萨塔将继续增长。gydF4y2Ba