智东西8月1日消息，7月15日，迪士尼公布了一篇16页的论文，详细介绍了他们 新型双足机器人BD-X 的主要设计和控制方法。这个机器人外形酷似《机器人总动员》里的“瓦力”，灵感源自于《星球大战》中的同名机器人。其硬件 采用标准零件和3D打印外壳，腿部有5个自由度， 通过 强化学习 掌握了动画人物的行走姿态，动作灵巧流畅，还锻炼出 跨越复杂地形的能力 。
在不久前的IEEE活动上，这个迪士尼机器人还跟杭州宇树科技的机器狗面对面炫技斗舞。
▲迪士尼BD-X机器人与宇树Go2互动（图源：YouTube）
更早之前，它在今年3月的英伟达GTC大会上作为惊喜嘉宾压轴出场，与英伟达创始人兼CEO黄仁勋亲密互动，还摇头晃脑撒娇卖萌。
▲酷似瓦力的BD-X机器人与黄仁勋在GTC大会上互动（图源：英伟达）
这一机器人 以娱乐为目的的设计理念 极大降低了硬件复杂度与成本。但迪士尼为这台机器人加上了额外的扬声器、天线、头灯和眼睛，这让它能以更多的方式表现自己的“情绪”。
虽然BD-X看上去活灵活现，似乎真的能理解人们说的话，但其实它 并不具备主动的感知和行为能力 。它的一举一动都是通过人工操作实现的。这台机器人配备了来自英伟达的机载计算机Jetson，能将人类指令与训练时积累的经验结合，输出最终的行动指令。
▲论文首页截图（图源：迪士尼）
论文地址：https://la.disneyresearch.com/publication/design-and-control-of-a-bipedal-robotic-character/
一、机械设计简单有效，服务娱乐与创意目的
迪士尼在设计BD-X机器人时选择了与大多数企业都不同的路径。他们并不追求最好、最强大的机械设计，而是选择了能够 满足创意和娱乐目的的简单设计。 研究者成功集成了动画内容、设计、控制、实时操纵等元素，并用不到1年的时间实现了定制机器人角色的快速开发。
这一机器人主要使用了市面上的标准化零件，而外壳则是3D打印的，但经过软件调试后，仍然可以在降低硬件复杂度的前提下实现不错的表现。
▲迪士尼BD-X机器人设计图（图源：迪士尼）
这一双足机器人的总重为15.4公斤，高度为0.66米。每条腿上有5个自由度，而头部与颈部则有4个自由度。 腿部的高自由度 使得这一机器人能完成大幅度的动作，而 头颈部的高自由度 则让机器人可以通过动作表现各种妙趣横生、情感丰富的动作。
▲BD-X机器人在迪士尼乐园亮相，画面最右侧的二人为操作员（图源：YouTube）
迪士尼的工程师还通过巧妙的设计让机器人能在没有膝盖弯曲执行器的情况下，依赖与地面的接触实现逼真的膝盖弯曲效果。这一机器人配备一块微控制器驱动的通讯板，能以600赫兹的频率实现内置电脑、执行器和惯性测量单元之间的通讯。1块可拆卸电池为机器人供电，能维持至少1个小时的运转时间。
有趣的是，除了头部和躯干上配备的扬声器，这台机器人还有具备执行器的天线、能点亮的眼睛和一盏头灯。 这些设备为机器人提供了更多表现情绪的方式 ，同时其控制和驱动都是相对独立的，因此可以选择是否搭载这些功能。
二、利用强化学习掌握动画动作，在英伟达Isaac Gym中模拟训练
为了给机器人动作提供一个清晰的框架，迪士尼的研究人员将机器人的动作分为以下3类。
1、持续性动作：没有明确的起点和终点。机器人保持平衡，并对测量到的状态和连续的控制输入流做出响应。
2、周期性运动：有一个周期性的相位信号传递给策略。在这种模式下，相位信号无限循环。
3、偶发性运动：有预定的持续时间。策略接收单调递增的相位信号，一旦运动结束，就会强制过渡到新的运动。
▲BD-X机器人的3种运动类型（图源：迪士尼）
机器人的控制策略 是机器人学中的重要概念， 指的是将机器人的状态映射为动作或电机命令的函数 ，使机器人能实现预期的行为和任务。
研究人员让BD-X机器人通过强化学习的方式掌握了多种控制策略，分别针对上述3种类型的动作。
根据机器人的CAD模型，迪士尼的研究人员构建出了这一机器人的准确物理形态、执行器和它与环境的互动，并通过 英伟达的机器人训练平台Isaac Gym 模拟出这一机器人的刚体动力学特征。研究人员还通过定制的执行器模型进一步模拟了这一机器人的完整动力学特征。
▲BD-X模拟训练系统（图源：迪士尼）
BD-X机器人的动作是根据动画内容学习的。迪士尼的研究人员提取了动画中人物的特定动作指标，如躯干的全局位置、关节的位置和矢量等信息，这些信息将用来训练这一BD-X机器人模仿动画中的动作。
在Isaac Gym的模拟训练中，机器人会收到强化学习系统的奖励和惩罚。这一系统会考虑 动作与动画人物的相似度 、 动作的规范程度 （如有无关节扭曲、动作是否流畅）以及 机器人是否生存 （“死亡”被定义为头和躯干与地面接触，或头和躯干碰撞），并给出相应的奖惩。
训练过程中，系统还会模拟出随机的扰动、牵引力还有不同的地貌， 这提升了机器人的鲁棒性 （Robustness，指抗干扰性或稳定性）。
三、并无主动感知和行动能力，通过复杂控制器实现运动
迪士尼的研究人员称，在发布这篇论文时，BD-X机器人已经有过累计10小时的公开展示运行时间，在这10小时里这一机器人表现完美，一次都没有摔倒。许多观众都被这一机器人可爱的外表吸引，而未注意到这一机器人的操纵者。
实际上， BD-X机器人并无任何主动的行为和感知能力 ，其动作都是通过专业人员操纵一个复杂的控制器实现的。在运行期间，操作员可以使用直观的遥控互动界面控制这一机器人。这一操纵设备较为复杂，有2个摇杆、2块路径板，正反面总计有十几个按键。
▲BD-X通过控制器实现灵动的动作（图源：迪士尼）
在虚拟训练结束后，神经控制策略的权重被冻结，策略网络被部署到机器人的机载计算机Jetson上。部署后的控制策略和低层次控制器直接与机器人的硬件交互，还能融入惯性测量单元和执行器的测量数据。
机器人内置的动画引擎能自动将操作员输入的指令，与机器人内置的策略控制命令、展示功能信号（天线、眼睛、头灯的控制信号）和声音信号结合起来，为控制策略生成最终指令。
▲操作员在英伟达GTC 2024的后台调试BD-X机器人（图源：YouTube）
人工操纵指令和内置策略控制命令的结合能避免机器人出现训练过程中研究人员希望规避的动作，如摔倒、动作僵硬不流畅等等。
▲BD-X机器人展现出很强的鲁棒性，能在多种复杂地面情况下保持稳定（图源：迪士尼）
展示功能和音频是机器人的受控元素，在表现角色方面起着关键作用， 但不会影响系统的动态 。它们的行为通过动画引擎发出的动画信号和状态反馈与机器人的运动同步。
结语： AI让动画人物走进现实， “不实用”的机器人也有价值
其实迪士尼是机器人领域的资深玩家，从上世纪60年代以来他们就一直深耕机器人相关研究，并且在迪士尼乐园中尝试部署他们的研究成果，探索让动画人物走进现实世界的各种方式和场景。
▲迪士尼过去在机器人领域的相关研究（图源：迪士尼）
AI技术的发展让机器人的一举一动都更为逼真自然，而强化学习让专业动画师制作的人物动作在现实中落地。虽然BD-X机器人并不像其它双足机器人那样能进工厂、上流水线，但我们也乐见娱乐目的的机器人技术进一步发展，让普通人也能享受到机器人带来的快乐。
上海迪士尼4d影视机器人跳舞是真的吗
这个已经经过澄清是假的，下面是一些查证：查证一第一段视频里是一对外国舞者，男女舞者身材高挑，是一对俊男美女的搭配。 两人在偌大的场地中跳着双人舞，场地周围满是观众。 但仔细看这段视频，记者却发现，这段视频左上角赫然用中文写着“2018年2月3日WDSF立陶宛摩登舞，锦标赛”。 而从视频中舞蹈场地周围的广告牌，也可以看出“Lietuvos Standartinių šokių čempionatas 2018”（2018立陶宛国标舞锦标赛）的立陶宛文字样，这段视频应该就是2018年立陶宛舞蹈比赛中的一段摩登舞比赛片段。 通过搜索发现，目前网上有不少关于这次比赛的更完整的、长数十分钟的视频，在这些比赛视频中，就有包括这对选手的现场舞蹈视频。 记者了解到，这一对舞者是当地著名的舞蹈比赛搭档，女舞者名叫Ieva Zukauskaite，男舞者名叫Evaldas Sodeika。 可见，所谓的女舞者是机器人的说法是假的。 查证二在网上流传的另一段所谓“迪士尼机器人舞蹈”视频中，一名身着绿色舞蹈服的舞者在跳一段中国舞，舞者动作轻巧，表情灵动，看得出舞蹈功底深厚。 视频长约4分钟，视频上还写有“中国古典舞”的字样。 这段视频传言在微博中流传极广，有不少网友评论“跳得这么专业，不可能是机器人，求专业人士给出此视频出处”。 记者经过多方搜索求证发现，这段舞蹈是2007年第四届CCTV电视舞蹈大赛中的一个比赛片段，舞蹈名称是《春闺梦》，舞者是秦熙。 在网络上搜索，就可以轻松在各大视频网站找到它的出处。 可见，说这段视频是“迪士尼机器人跳的”这种说法，也是谣言。
日本迪士尼红色机器人叫什么
Baymax。 Baymax是迪士尼电影《超能陆战队》中的角色，是充气型医疗机器人，属于海洋科技公司的产品。 在日本迪士尼乐园度假区中，Baymax作为受欢迎的角色，与游客互动和拍照。 日本迪士尼乐园度假区包括两个主题公园，“神奇世界”和“未来世界”，以迪士尼电影为主题，展示著名的迪士尼角色和故事。
星际大战机器人BB-8 运作原理完全解析
这几天科技圈除了关注苹果又要发新产品外，另一项产品也一夕间受到瞩目，那就是星际大战7：原力觉醒的机器人BB-8。不过就是个CG的机器人有什么好关注的，错！它是用真的模型制作，而且几天前制作公司Sphero，还预售星际大战授权版本BB-8。让这颗本来就满热门的滚球，突然变成全球科技迷，不，应该说是星战迷的焦点。 BB-8是真的不是CG 据称星际大战电影中的BB-8，用的就是Sphero的技术，而且电影中用的不是CG而是真的模型。在2015年的Star Wars Celebration中，现场除了R2D2外还找来BB-8，影片中可看到当BB-8出场时，影迷都暴动了，想不到这在电影中的角色，竟然是用真的模型拍摄。那好奇心比较重的玩家这时就会想，BB-8到底是怎么运作的？电影中的BB-8并非CG，而是真的机器人，高度约莫 *** 腿左右。Sphero本身就是迪士尼accelerator计画扶植的新创公司，而星际大战的卢卡斯影业又是迪士尼的子公司，双方借由电影合作也是意料中的事情。星际大战7：原力觉醒新登场的机器人BB-8使用的就是Sphero的技术，然而电影中的BB-8更大更复杂，但基本运作原理应该相去不远，我们先从Sphero的小球开始看起。 平凡的零件，整合是关键 Sphero这颗球名为Sphero，最新版本是Sphero 2.0，最近卖的星际大战BB-8也是相同的技术。然而这并不是什么新玩意，早在2012年左右，Sphero就已经推出1.0版的产品。最近又被提起的主因还是星际大战7，以及多了颗头的BB-8。初代Sphero滚球，内部构造拆解如上图。图片来源：technologyreview从Sphero的拆解图中，我们能了解里面用的硬体元件，A部件是Sphero用的无线充电。这颗球与BB-8都支援无线充电，毕竟整个球没有开关也没有按钮，只能透过这种方式充电。根据官方数据，充满电可以玩60-75分钟，充电时间则是3小时。B部件是Sphero的运动机构，2个独立的橡胶轮可让Sphero快速滚动。至于速度有多快呢，最高可达每秒1.2公尺。由于Sphero滚球并不像BB-8有个头，因此结构比较简单。C部件只是用来顶住球体的弹性支撑架，在BB-8版本中，则还多了2个滑轮与强力磁铁，借此让头部转动。BB-8多可爱呢，来看段影片吧。 精密运算掌控运动行为 D部件的PCB上有CPU、三轴加速度计、陀螺仪等感应器，这些东西在手机等装置上也很常见。透过加速度计、陀螺仪可感测球体内机构的倾斜度、加速度等数据，配合CPU运算就能精确掌控前进、转向等动作。E则是蓝牙模组可让手机与其连线，透过手机遥控它的行为，在BB-8版本中，还有巡逻、AR投影等有趣的功能。可用距离约50公尺，支援Android与iOS系统。F则是滚球版本特有的LED，可发出红、绿、蓝的灯光，至于BB-8版本则没有这个功能。毕竟BB-8身体是不透明的，装LED也没用。当使用或是充电时，Sphero会发出不同的灯光。 BB-8多了头且App更细致 那这么多年了，BB-8的版本有没有什么变化？的确，Sphero先前贩售的R001USA BB-8 App-Enabled Droid是基于Sphero的设计修改，国外媒体亦将其拆解，从拆解图中可看到多了头部的转动机构，身体部分则是大同小异。BB-8拆解后可看到内部结构与Sphero版本相似，但多了连接顶部的运动机构，可看到有2个强力磁铁。头部是用强力磁铁连接，身体内原本的C部件便成了装有2个轮子的转动机构，顶端有2个强力磁铁固定头部的方位。当转动机构转动时，就会带动顶端的头部转动或是前倾。重心位于底部，包括电池、双马达、无线充电线圈等元件。头顶的机构可拆卸，BB-8头部是透过磁铁连接。从BB-8的展示影片中可以看到它的App有多种模式，手动、自动巡逻、AR模式等。从硬体来看BB-8并没有使用什么很特别的硬体，设计难度主要在软硬体整合上，如何让感应器取得的资讯即时运算，并操控轮轴等机械结构运动，才是这产品关键的地方。完全拆解后零件如上图，最左侧中间那排的是无线充电的线圈，下方是电池，电池右方是2个马达，马达右方则是电路板。图片看不够，来看一下拆解秀吧！而电影中的BB-8体积更大，约莫有 *** 腿的高度。国外也有网站推估它的运作机构，但至于对不对，我想没人把BB-8锯开，应该也无从得知内部结构。但Sphero的技术应该大同小异，不至于大颗的就完全不同才是。电影版的BB-8机械结构长怎样？国外有网友推测长这样。 这是推测的第二种型态，结构看起来比较简单。 高科技的小玩具 Sphero数年前就推出这个产品，在国外也持续有支持的玩家，直到最近搭上BB-8的热潮，让这家公司知名度大增，也让人更想买来玩玩看。毕竟原本Sphero 2.0版本要价129.99美元，BB-8版本也不过149.99美元，而且还多颗头、App也更精致，说真的不算很贵。目前亚马逊与官网都已经开始贩售，12月星际大战电影才要上映，在这之前，你或许可以先买颗BB-8来熟悉一下。近期推出的BB-8让星战迷惊艳，可遥控、巡逻，还能AR投影。
绕S型移动也不是问题，但前提是你操控的好。
搭配萤幕可玩AR扩增实境，算是App附加的有趣功能。
BB-8性能诸元如上图，充一次电玩60分钟也满过瘾的，考虑买一颗了吗？
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