本文探讨人形机器人进入家庭的现状与挑战，剖析硬件和算法瓶颈，并展望未来机器人走入日常生活的可能图景。
从会爬行的婴儿机器人到动作灵活的人形机器人，机器人的技术正在飞速进步。波士顿动力的Atlas可以做出高难度的体操动作，特斯拉以及许多创业公司也在积极研发新型人形机器人。生成式AI与ChatGPT的火爆更是给机器人领域注入了新动力，人们期待AI能赋予机器人更强的学习能力，让它们学会做饭、打扫和整理房间。然而，现实情况是，这些机器人距离真正走进家庭还有相当长的距离。
为什么家用机器人如此难做？回顾历史，扫地机器人Roomba在20多年前就已进入市场，如今走进了数百万个家庭，但这背后克服了地毯、电线和宠物等无数障碍。相比之下，厨房和客厅的环境要复杂成百上千倍，地面不平、物体易碎、物品摆放杂乱，稍有不慎就会引发事故。本田在1980年代就开始研发著名的Asimo机器人，尽管在2011年的展示中它能跑步、跳跃、踢球和爬楼梯，但这些动作都是预先设定好的，一旦环境发生变化就会失灵，最终本田在2022年不得不让它退役。
既然研发难度极高，为什么人们依然执着于制造人形机器人？原因在于人类的社会设施和工具都是为人体结构设计的，人形机器人无需改造现有环境就能直接使用人类的工具，与人协同工作。不过，如果机器人做得过于逼真，也会带来心理上的不适。日本机器人专家Masahiro Mori在1970年提出了恐怖谷理论，指出当机器人与人类非常相似却不够完美时，容易让人联想到僵尸或尸体，从而产生厌恶感。
除了外观，人形机器人还面临硬件与软件的双重挑战。在硬件方面，虽然摄像头等传感器、计算芯片和电池在技术迭代下性能不断提升，但用于驱动关节运动的执行器发展相对滞后。一台人形机器人通常需要20个以上的执行器，目前的执行器不仅笨重昂贵，结构也非常复杂。在软件方面，机器人需要学会应对多变的环境。目前研究人员正尝试通过遥操作收集数据或在虚拟仿真中训练AI模型，希望打造出通用的机器人大模型。
面向未来，人形机器人的发展可能有3种走向。第一种是硬件和算法进展有限，人形机器人主要留在工厂和仓库做粗活，家庭中出现的只是Amazon式的拍照巡逻小机器人。第二种是取得中度突破，出现能折衣服、清洗厨房和照看宠物的移动机械臂机器人，而人形机器人依然在工厂打工。第三种则是取得重大突破，硬件与算法完美融合，全能型家用人形机器人真正走进千家万户，帮人们承担所有繁重的家务劳动。
原文：https://spectrum.ieee.org/ai-robots