不圓發(fā)自凹非寺
一條人形機(jī)器人發(fā)瘋的視頻在網(wǎng)上火了，視頻中快遞盒子亂飛，場面一度十分抓馬。
研究人員：希望是一場幻覺。
視頻中“發(fā)瘋”的機(jī)器人是今年機(jī)器人格斗的美國冠軍DeREK（原型為宇樹機(jī)器人G1），而抱著頭的這位，是該機(jī)器人團(tuán)隊REKrobot的CEO兼機(jī)器人格斗手Cix。
看看他們在贏得比賽時意氣風(fēng)發(fā)的樣子，估計也想象不到會發(fā)生這樣的事。
關(guān)于DeREK“發(fā)瘋”的技術(shù)原因，Cix是這樣解釋的：我們啟用了全身策略，但機(jī)器人的雙腳沒有接觸地面。
簡單地說，被吊起來的人形機(jī)器人進(jìn)入了“行走模式”，但沒有識別到腳下的路，才導(dǎo)致了這次失控。
不過，網(wǎng)友們關(guān)心的顯然是另一方面：為什么要離那么近才能摁停止按鈕？它需要一個遠(yuǎn)程無線的緊急制動！
更詳細(xì)的解釋
網(wǎng)友們關(guān)心的遠(yuǎn)程緊急制動其實是存在的——只是不管用而已。
為什么會不管用？Cix沒有說出原因，但詳細(xì)解釋了整個過程：
DeREK的最初政策設(shè)計上不該出現(xiàn)這種情況，文檔里也寫明懸掛狀態(tài)下可運行。
問題在于最終狀態(tài)自動恢復(fù)成了行走模式。
通過網(wǎng)絡(luò)代碼強(qiáng)制終止未果，他們配發(fā)的無線電急停裝置現(xiàn)在需要5秒才能生效。
最后直到以太網(wǎng)電纜松脫，系統(tǒng)才真正停止。
而5秒，對于緊急制動來說，可是會要命的。
然而，雖然Cix自己沒找到原因，有網(wǎng)友對這件事情作出了深刻的思考，回答了以下幾個問題：
1、為什么無法關(guān)機(jī)或移除電池？
電池從機(jī)器人身體的側(cè)面安裝，位于機(jī)械臂后面，在機(jī)器人失去控制時，靠近這個區(qū)域?qū)O其危險。
并且，電池固定在身體上，關(guān)閉它需要按住電源按鈕兩秒鐘，即使從安全距離用棍子操作也難以實現(xiàn)。
此外，電池本身的BMS按鈕可能僅由一款通用微控制器驅(qū)動，其軟件設(shè)計僅滿足基礎(chǔ)功能需求，并非用于緊急停止（E-Stop）。它很可能缺乏嚴(yán)格的安全設(shè)計，容易導(dǎo)致以下問題：按鈕失靈、物理損壞或軟件故障，從而在緊急情況下無法切斷電池電源。
2、為什么不能自己對抗機(jī)器人？
機(jī)器人的電機(jī)非常強(qiáng)勁。如果有所準(zhǔn)備，或許能強(qiáng)行停住一個電機(jī)，但肯定沒法同時停住多個。每個電機(jī)的扭矩高達(dá)120至160牛米，比全速運轉(zhuǎn)的大功率3類電動自行車還要強(qiáng)。而且，越靠近電機(jī)軸心，扭矩越大。
一旦電機(jī)全力運轉(zhuǎn)時，肢體被夾在機(jī)身和機(jī)械臂的關(guān)節(jié)處，可能會造成極其嚴(yán)重的傷害——如果再加上慣性沖擊，這股力量足以切斷手指，甚至傷及骨頭。
3、為什么不能通過其他方式切斷電源？
由于電機(jī)慣性和高制動力，在失控操作期間，電機(jī)可能會將電能反送到總線。
如果拔掉電源，或BMS上的充電保護(hù)觸發(fā)，由于電池?zé)o法吸收的過電壓，所有電機(jī)和計算機(jī)電源可能會永久損壞。希望為電池添加硬件切斷的用戶應(yīng)該了解這一風(fēng)險。
DeREK的緊急制動系統(tǒng)搭載了一臺基于RockchipRK3588CPU的ARMLinux電腦（未經(jīng)過可靠性或?qū)崟r性評估），并可選配NVIDIAJetson模塊。這些計算機(jī)由電池電源通過轉(zhuǎn)換器供電，且需要一定時間啟動。如果計算機(jī)系統(tǒng)斷電，將導(dǎo)致所有控制功能失效（具體行為取決于執(zhí)行器在通信中斷時的預(yù)設(shè)策略）。
機(jī)器人的核心控制始終由Rockchip處理器和宇樹科技（Unitree）的閉源軟件掌控。在EDU版本中，用戶可以通過外部計算機(jī)或NVIDIAJetson向Rockchip系統(tǒng)發(fā)送自定義指令——該系統(tǒng)應(yīng)該內(nèi)置了RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換器，用于與電機(jī)通信。
但用戶無法獲得Rockchip系統(tǒng)的root訪問權(quán)限或更改其上運行的軟件。
4、為什么不能在計算機(jī)上實現(xiàn)緊急制動？
如果發(fā)生軟件故障，在計算機(jī)上實現(xiàn)的任何緊急停止程序可能會被無意中忽略。
從通信方式的角度來講，DeREK似乎通過配套遙控器使用Wi-Fi和/或藍(lán)牙進(jìn)行控制。但必須指出，這兩種通信方式完全不適合用于安全關(guān)鍵控制系統(tǒng)——信號干擾極易導(dǎo)致失控。
舉個簡單例子：筆記本電腦的USB3.0接口都會因干擾而影響2.4GHz無線鼠標(biāo)的性能，更何況是復(fù)雜的機(jī)器人控制系統(tǒng)？
問題在于，急停（E-Stop）、進(jìn)入阻尼模式以及退出開發(fā)者模式等關(guān)鍵操作，都需通過無線遙控器來完成。令人擔(dān)憂的是，當(dāng)無線信號中斷時，系統(tǒng)將如何響應(yīng)目前尚不明確。
5、為什么不能編程，讓它斷開控制器時關(guān)閉？
若通信中斷觸發(fā)急停，機(jī)器人很可能會突然關(guān)機(jī)并隨機(jī)傾倒，考慮到其自重，這本身就是安全隱患。并且，在系統(tǒng)完全停止前，很可能存在一段失控時間窗口，期間機(jī)器人可能出現(xiàn)異常動作。
如果控制器斷開連接，操作者將失去對機(jī)器人的所有控制，包括啟用或禁用任何安全功能或錯誤代碼。
在開發(fā)者模式下，開發(fā)者需對發(fā)送給機(jī)器人的所有指令承擔(dān)全責(zé)，直至Rockchip系統(tǒng)收到退出開發(fā)者模式的指令。開發(fā)者必須自行建立網(wǎng)絡(luò)通信，最關(guān)鍵的是，必須制定通信中斷時的安全協(xié)議。
雖然不清楚本次事件中DeREK的具體設(shè)置，但據(jù)稱該協(xié)議不會因通信中斷而觸發(fā)停機(jī)。
6、為什么不能通過軟件限制電機(jī)可用的力來降低這種風(fēng)險？
簡單地說，機(jī)器人在正常運作時需要執(zhí)行器提供全力輸出才能保持平衡。如果限制峰值力量輸出，機(jī)器人將喪失行走能力。
想想當(dāng)你在艱難徒步中過度使用肌肉時的情形：隨著肌肉疲勞導(dǎo)致可用峰值力量下降，你可能會因失去平衡余量而意外跌倒。下次運動時，不妨特別留意肌肉的受力狀態(tài)。
7、最后的建議
這位網(wǎng)友認(rèn)為，一個良好的安全解決方案應(yīng)該是多步驟的。
除去操作環(huán)境安全及個人安全方面的建議，對機(jī)器人自身的安全系統(tǒng)設(shè)計，大致可分為以下幾點：
執(zhí)行器和電池管理系統(tǒng)應(yīng)至少符合PL(d)或ASIL-D等級的安全標(biāo)準(zhǔn)，且執(zhí)行器應(yīng)具備帶外（OOB）硬件安全輸入；
商用網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、線纜等不得用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)；
即使是非正式項目，也應(yīng)遵循安全開發(fā)流程，包括持續(xù)測試、故障模式分析和單點故障防護(hù)工作；
使用AI制動目前難以認(rèn)證，因此重點應(yīng)放在監(jiān)控和緊急切斷系統(tǒng)上。
不過，該網(wǎng)友也表示，以上并非專業(yè)工程或安全建議，實際應(yīng)用請咨詢認(rèn)證專家。
該網(wǎng)友對機(jī)器人安全性的看法獲得了一致好評：
不是第一次“失控”
機(jī)器人“發(fā)瘋”的現(xiàn)象也引起了不少網(wǎng)友的恐慌，以及一些科幻的猜想。
畢竟DeREK是個“格斗機(jī)器人”，很難想象這種事情如果發(fā)生在一個更小的空間里，會是個多讓人棘手的狀況。
畢竟，5秒的時間對緊急制動確實有些過長。
其實這并不是REXrobot第一次出狀況，在5月份的時候，還是Cix，就有機(jī)器人“突然”摔倒的問題。
有趣的是，在那個時候就有人問過機(jī)器人緊急制動的事情，Cix的回答和這次別無二致。
有網(wǎng)友建議Cix做一次詳細(xì)的事后分析，而不是借著這個視頻的東風(fēng)馬上轉(zhuǎn)向融資——好像這件事本身就是為了炒作那樣。
對此，Cix語意不詳?shù)鼗貜?fù)：機(jī)器人格斗。
參考鏈接：[1]https://www.reddit.com/r/robotics/comments/1m4mjmj/a_humanoid_robot_completely_lost_his_mind_derek/[2]https://x.com/cixliv/status/1946648610940367008[3]https://x.com/liminalsunset_/status/1946820928224231764[4]https://x.com/REKrobot
—完—
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