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科幻电影相对简单地描述了这个想法:终结者——要么试图毁灭人类，要么试图拯救人类——是一个完美的类人机器人，在大多数情况下，它比人类优越。但是，如今远离电影银幕的人形机器人表现如何呢?
苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的感觉运动系统教授、Cybathlon的创始人罗伯特·里纳(Robert Riener)发表在《机器人与人工智能前沿》(Frontiers in Robotics and AI)杂志上的一项新研究解决了这个问题。
第一个科学挑战是制定标准，允许在人类和机器之间进行有意义的比较。在生产线上给车身喷漆的工业机器人比人类做得更快、时间更长、更精确。它是专门为此开发的，但也没有任何其他能力。
因此，Riener将这种机器人排除在研究之外。“我们人类根据我们的标准和需求来塑造我们的环境。如果机器人要以一种有意义的方式支持我们，它们需要在这个人造环境中工作。因此，我们很快就发明了与人类相似的机器人，至少在解剖学上是这样。”因此，Riener专门研究了人形机器人，并将27个相关标本纳入研究。
然而，研究人员也在这种机器人类型中定义了某些选择标准。Riener解释说:“例如，对于一个有滚轮而不是腿的机器人来说，它滚得比人跑得快是相当容易的，但我们不想把苹果和梨做比较。”
因此，只有那些有两条腿或四条腿的机器人才会被选中，这样它们也能爬台阶。他们还需要有一个苗条的身材，以便通过门，并有一定的高度(至少50厘米)的手臂和手(或伸展的手臂和手)，以便他们也可以拿起托盘或架子上的物体。为了能够与人类一起工作并支持人类，它们还应该保持安静，不排放任何废气。
最初的结果甚至让研究人员都感到惊讶:如果把机器和人类的单个部件进行比较，比如麦克风和耳朵，相机和眼睛，或者驱动系统和肌肉，技术部件在关键的感觉-运动特性方面总是表现得更好。
例如，现在使用的是比骨头还硬的碳纤维。如果我们不考虑人类骨骼的其他特性，比如它的自我修复能力，就机械特性而言，技术解决方案显然更优越。令人困惑的是，正如这位ETH教授解释的那样，“出现的问题是，为什么我们今天不能用这些高质量的部件制造出一个具有比人类更好的运动和感知能力的机器人。”
这就引出了这项综合研究的第二个结果:如果我们考虑人类和机器被要求执行的活动，人类通常优于机器人。虽然人形机器人也会走路和跑步，但如果我们根据身体尺寸、体重或能量消耗来设定走路或跑步的速度，大多数机器人都无法跟上步伐。
MIT-Cheetah机器人的速度为每秒6.1米，比慢跑的人类跑得还快，因此它的名字也名副其实。然而，这款四足机器人的能耗很高(973瓦)，而且只能在实验室条件下使用。在耐力和操作时间方面，人类也明显优于机器人。
机器人的精确性使它们在某些功能上受益。“例如，当用一条腿保持平衡时，机器人可以很容易地使关节僵硬，而人类往往会摇晃一点，这会消耗更多的能量。机器人还可以精确地识别关节角度并非常准确地重复动作，这令人印象深刻，有点让人想起《空手道小子》，”罗伯特·里纳说。
另一项运动功能——捡起物体——的结果则更加复杂:虽然机器人可以非常快地捡起物体，但它们还不能超越我们的许多不同的手部运动和手指的操纵技能。机器人的另一个弱点是在游泳、爬行和跳跃等各种运动中出现，因为它们只能完成其中的一些运动。
相比之下，大多数人很容易就能完成并结合这些动作。这项新研究以足球为例:机器离盘带、头球或分析和解释其他球员的策略还有很长的路要走。
那么，今天的人形机器人还只是一个噱头吗?
“不，近年来机器人技术取得的进步令人难以置信。我们希望身边有机器人，这样它们就能帮助我们完成困难或危险的任务。然而，我们的人造环境非常复杂，因此让机器人在这里自主地、毫无差错地工作并不容易。尽管如此，我相信，凭借现有的强大技术组件，我们很快就能制造出更智能的机器人，它们能够更好地与我们人类互动，”里纳说。
根据Riener的说法，下一步重要的是在系统工程和自动控制技术方面走得更远，以便更好地结合现有的强大组件。
然后，可以设想在护理和家庭护理、建筑行业或家庭中进行部署。在迫切需要支助的地方，例如，以便减轻工作人员的负担和支助行动不便的人。
更多信息:Robert Riener等人，机器人在以人为中心的领域比人类表现更好吗?，机器人和人工智能前沿(2023)。DOI: 10.3389/ robot .2023.1223946期刊信息:Frontiers in Robotics and AI
苏黎世联邦理工学院提供
引用:人类与机器人:研究比较了27个人形机器人和人类，看看谁更优秀(2023,11月7日)
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