每个人都喜欢看机器人摔倒。我们明白了，这很有趣。我们IEEE Spectrum和任何人一样，都对这件事感到内疚：我们八年前在 DARPA机器人挑战赛上摔倒的机器人汇编在 YouTube 上有数百万次观看。但几个月前，Agility Robotics 分享了一段在 ProMat 贸易展期间其 Digit 机器人在堆放箱子时倒塌的视频，该视频在Twitter、TikTok和 Instagram 上引起热议。Agility 最终向美联社发表了一份声明，澄清《Digit》并没有因为作品的性质而自行停用，这也是一些观众对这段病毒剪辑的反应。

Agility 并不是唯一一家向在线观众分享其失败的机器人公司。Spot 和 Atlas 机器人的开发商波士顿动力公司可能是第一家因其视频而被指控“滥用机器人”的公司，该公司经常在 YouTube 上发布其研究机器人不成功和成功的视频。现在世界上有 1,100 个可用的 Spot，跌倒发生的频率更高，也更明显。

尽管坠落机器人并不是什么新鲜事，但一些技术进步改变了坠落的性质，这可能是一件新事。首先，波士顿动力公司和敏捷机器人公司都有人体规模的双足机器人，不摔倒似乎很正常。这是一个相对较新的发展。尽管许多公司都在研究人形机器人，但 Agility 和波士顿动力公司的人形机器人是唯一能够日常处理不受束缚的动态行走的人形机器人。

当你想到“物理学是真实的”这件事时——这实际上就是机器人能够拥有超人能力的地方。机器人将接近人类的力量和速度，但使用机器人你可以承担更大的风险，因为如果你破坏了某些东西，你并不太关心。

从根本上来说，我不在乎机器人是否坏了。我的意思是，我有点关心，但我更关心我们的员工是否摔倒。

您认为人形机器人以非人类方式摔倒可能是人们对这些视频反应如此强烈的部分原因吗？

Aaron Saunders：我们在 Atlas 的正面周围有一个巨大的金属框架。如果是面向植物的话就可以了。它会将四肢收起来以保护四肢和机器人的其他部分。人类会做相反的事情——我们伸出四肢并试图保护我们的头部。机器人可以比人类更好地处理某些类型的冲击和力。我们有很多关于人们如何根据他们对自己的看法来看待机器的对话。脸朝下摔倒就是一个很好的例子，说明对于机器人来说看起来很糟糕但实际上可能并不糟糕的事情。

“我明白为什么当出现问题时会非常有趣，因为公众通常看不到那是什么样子，而且他们还不习惯那些时刻。”—Bambi Brewer，Agility Robotics

您的机器人跌倒有多正常？

Saunders：我们在 Atlas 上所做的几乎所有事情都是为了突破某些限制。我们不会回避跌倒，因为留在安全的地方意味着在了解机器的性能和如何解决问题方面还有很多待解决的问题。在我们的开发工作中，它一直在下降，既因为我们正在推动它，也因为风险或危险非常小——我们不会将 Atlas 推向世界。

在一条长而平坦的人行道上，我认为阿特拉斯不会以统计相关的方式跌倒。人们回想起 DARPA 机器人挑战赛上机器人摔倒的视频，我们现在担心的不是那种摔倒的情况。

对于 Spot 来说，跌倒的风险更大，因为它是在外面的世界。我们的内部 Spots 车队每周行走约 2,000 公里，我们也让它们在这些测试单元中行走，它们在岩石上、格栅上、障碍物上和湿滑的地板上行走。我们希望对所有这些东西进行强有力的测试，并尝试将这些情况降至最低。

“如果一个人抱着婴儿从楼梯上摔下来，他们有这种直觉和自然能力去救婴儿，即使这意味着伤害自己。我们可以设计我们的机器人来做同样的事情，以在它跌倒时保护周围的人。”——乔纳森·赫斯特，Agility Robotics

你的机器人摔倒有什么大不了的？

赫斯特：数字被设计成会掉落。这就是它有手臂的原因之一——能够在跌倒时幸存下来。当我们第一次设计机器人时，我们说，好吧，在某些时候机器人会跌倒，我们如何保护它？我们计算了需要多少填充才能最大限度地减少电子元件的加速度。事实证明，我们需要几英寸的填充物，而 Digit 最终看起来就像米其林轮胎人。

让数字安全减速的唯一现实方法是拥有一个能够伸出并吸收坠落的附肢。放置该附属物的最佳位置在哪里？当您考虑惯性驱动和双手操纵时，您会得到相同的答案。Digit 的手臂位于原来的位置，并不是因为我们试图构建一个人形机器人，而是因为我们试图解决运动挑战、操作挑战，并确保我们能够在机器人跌倒时接住它。

在您的机器人开发过程中，是否有某个时刻跌倒从正常变为异常？

桑德斯：真正让我们从担心正常行走变成对正常行走感觉良好的是当我们积极地投入到远远超出行走范围的事情时。

为了成功跳跃和着陆，我们需要开发能够适应机器人所有质量和动力学的控制算法。这不再是仔细选择每一步的脚的位置，而是以一种真正稳健的方式协调所有移动的质量。因此，当阿特拉斯开始跳跃和跑酷时，走路也变得更加容易。几周前，我们有一位新团队成员回去并将我们用于跑酷的一些最新控制算法应用到我们的站立算法中。通过这些新算法，我们看到机器人处理来自支架的干扰的能力有了很大的提高——如果有人推挤机器人，这个新的控制器能够思考和推理它的所有动态，从而使 Atlas 的反应方式得到巨大的改善。

“我们需要向人们发出一个非常明确的信号，告诉他们不要试图提供帮助，只需后退一步，让机器人跌倒即可。不会有事的。”—Bambi Brewer，Agility Robotics

在这一点上，跌倒有多少只是“哎呀”，有多少是一个学习机会？

Hurst：我们一直在寻找可以解决的错误。Digit 在 ProMat 的失败就是其中之一。在这种情况下，确实不应该紧急停车。

Brewer：瀑布是指有人提交错误卡或查看日志的点。他们正在试图弄清楚发生了什么，以及如何确保类似情况不再发生。在 ProMat，手臂中的编码器出现了问题。现在已经更新了。这是以前从未发生过的错误。现在，如果发生这种情况，机器人的手臂将冻结，但机器人将保持直立。

桑德斯：在Spot上，我认为现在的学习机会相对较少。我们非常清楚 Spot 的能力、在什么情况下可能会发生跌倒、机器人在这些情况下可能会做什么以及它将如何恢复。我们设计的 Spot 能够坚固地跌倒而不会破裂，并且能够从跌倒中站起来。显然，有一些极端的情况——我们的一位工业客户需要 Spot 穿过肥皂地板，这几乎就像在冰上行走一样，这对任何有腿的东西来说都是一个挑战。因此，我们的控制团队在实验室中设置了一个光滑的环境，在塑料上使用食用油，然后开始“加固”。他们弄清楚了如何检测滑倒并调整机器人的步态，并将经常跌倒的情况转变为很少跌倒的情况。

对于Atlas来说，通常坠落状态发生在我们关心的部分之后。我们了解到的是秋天之前出了什么问题。如果我们正在研究阿特拉斯的一项空中技巧——比如说，我们以前从未着陆过的东西——那么我们当然要做大量的工作来弄清楚为什么会发生坠落。但如果我们只是在实验室里走来走去，并且出现了一些失误，我认为人们不会有太大压力，我们只需将其重新站起来并重新设置，然后再继续。

“机器人应该能够跌倒。当他们这样做时，我们应该让他们休息一下。”——亚伦·桑德斯，波士顿动力公司

我们不怕摔倒——我们不会像对待随时会坏掉的机器人那样对待它们。我们的机器人经常摔倒，我们很久以前就决定的一件事是，我们需要建造可以摔倒而不会损坏的机器人。如果你能经历让你的机器人失败、研究失败并修复它的循环，你就能取得进展，直到它不会跌倒。但如果你建造一台机器或一个控制系统或一种永不跌倒的文化，那么你永远不会学到让你的机器人不会跌倒所需的知识。我们庆祝跌倒，甚至是摔坏机器人的跌倒。

如果机器人知道自己即将跌倒，它能做什么来保护自己和周围的人呢？

赫斯特：当你知道自己即将跌倒时，有一些策略。如果一个人抱着婴儿从楼梯上摔下来，他们有这种直觉和自然能力去救婴儿，即使这意味着伤害自己。我们可以设计我们的机器人来做同样的事情，以在它跌倒时保护周围的人。

布鲁尔：除了机器人安全坠落之外，我们还需要向人们发出一个非常明确的信号，告诉他们不要试图帮忙——只需后退一步，让机器人坠落即可。会没事的。

赫斯特：另一件事是尝试早点跌倒而不是晚点跌倒。如果你不确定自己是否能保持平衡，你可能最终会采取一步尝试纠正，然后再迈出一步，然后也许你正朝着一个不受控制的方向前进。因此，当它开始失去平衡时，我们可以告诉机器人：“就摔倒吧。” 你会重新站起来的。”

桑德斯：我们的控制系统内部有这些检测，当机器人开始做控制器没有要求它做的事情时，这些检测就会触发。也许速度开始做某事，或者机器人处于不应该的角度。如果这让我们认为可能会发生跌倒，我们将运行不同的控制器来尝试阻止它跌倒 - Atlas 可能会决定摆动其手臂，或移动其上半身，或将其腿抛出。如果失败了，当机器人真正启动时，还有另一个控制层坠落。最后一层是让机器人处于一种设置其姿势和关节刚度的状态，以基本上确保它对自身和世界造成的损害最小。对于每个机器人和每种跌倒类型，我们具体如何做到这一点是不同的。如果你仔细浏览 Atlas 的视频，你可能会看到机器人把自己塞进一个小球里——这是一种形状和一组关节刚度，有助于它减轻影响，也有助于保护周围的物体。

但有时，这些跌倒的发生是因为机器人发生了灾难性的损坏。对于Atlas，我们肯定有过折断脚的情况。那时，我没有好的答案。

下次当人形机器人摔倒的视频在网上疯传时，无论是你的机器人还是其他人的机器人，你希望观看该视频的人们知道什么？

赫斯特：如果 Digit 摔倒了，我认为人们如果知道建造该机器人的工程师的反应不会是“我们的机器人摔倒了，我们没想到会这样！”，那就太好了！这只是耸耸肩而已。

布鲁尔：我想让人们知道，当机器人真正在世界上做真实的事情时，意想不到的事情就会发生。你会看到一些跌倒，但这是学习在现实环境中长时间跑步的一部分。

这是意料之中的，这表明你没有在安排事情。

桑德斯：我认为人们应该认识到设备有时出现故障是正常的。设备可以固定，设备可以改进，随着时间的推移，设备变得越来越可靠。所以，当人们看到这些故障时，可能是机器人从未经历过的情况。他们应该知道我们正在收集所有这些信息，并且我们正在不断改进和迭代，并且他们现在看到的并不代表最终状态。它只是代表了当今技术的发展状况。

我还认为，我们对机器人能做什么的期望与让它们做到这一点的过程之间必须保持某种平衡。人们会来找我，他们想要一个机器人，它可以完成机器人尚未完成的令人惊叹的事情，但如果机器人失败，他们会非常紧张。如果我们希望我们的机器人能够做一些令人惊奇的事情，丰富我们的生活，并成为我们劳动力中的工具，我们就需要随着时间的推移建立这些能力，因为这是新兴技术，而不是成熟的技术。

机器人应该能够跌倒。当他们这样做时，我们应该让他们休息一下。如果我们嘲笑他们也没关系。但我们也应该努力让我们的产品安全可靠，成为我们可以信任的东西，因为如果我们不信任我们的机器人，我们就不会使用它们。