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    無人駕駛、遠程操縱,網易改造挖掘機!

    文章來源:本站 上傳時間:2023-02-06

    東邊杭州臨安城、西部理塘天空之城,兩地相距2400公里。幾乎所有有實力的互聯網公司都在同一件事——用科技手段涉足實體產業——之時,一件奇妙的事情正在兩地發生。


    網易是這件事的主導者。


    它把自身沉淀多年的游戲技術加載到挖掘機身上,讓挖掘機無人在駕駛艙時,也能正常高效運作。人工智能的秩序感與人力勞動的分工變得更加細化,催生出新的勞工關系。理塘,是網易伏羲挖掘機器人的第一個真實落地場景。


    他們把擁有智能化系統的挖掘機看做一個智能體,對于一個“優秀”的智能體,一定不是簡單地重復自己過往動作,而是在任務實踐中不斷學習提高的自身能力。這就意味著,挖掘機能自我學習了。


    人機協作是永恒的話題。在這個案例中,我們能清晰地看到網易改造挖掘機的復雜程度與難度,但更為重要的是,視頻文本、游戲文本、音頻文本在國內經過多年流變發展,如今,網易攜帶游戲技術來到實體產業面前的創新精神。


    “你們是不是來修鐵路的?”

    2022年9月,在人工智能被確立為一門學科后的第66年,世界上第一臺修建高原鐵路的挖掘機器人在此運作。從此,一個面向極端現實環境的人機協作時代降落人間。


    挖掘機器人被安置在西南高原鐵路理塘段施工現場。在某些方面,這里與外界存在著一種巨大的脫節。剛來當地的人不能輕易洗澡,否則容易感冒引發肺水腫,危及生命安全。網絡信號弱,2G網絡時常把人們的聊天文字阻擋在打轉的對話框中。地高天寒,熱量嚴重不足,農作物品種單一。工業基礎薄弱,沒有大型工業企業。


    但關于高原鐵路的交通想象力從未停止,再艱難的地理環境,在人的主觀能動性面前,都阻擋不了人定勝天的豪言壯志。


    十九世紀末,英國人起意修筑川藏鐵路,欲從印度北部修筑鐵路穿過錫金到達西藏境內,再以拉薩為起點橫穿康定抵達成都。企圖未果。


    四川理塘是途徑要塞,平均海拔4000米,素有“世界高城”和“天空之城”之美名。上一次理塘被外界大眾所知,緣起知名短視頻平臺抖音引爆了一位叫丁真的藏族小伙子。隨后,慕名的游客紛至沓來,好不熱鬧。


    但從鐵路建設角度來看,理塘所屬的鐵路沿線高山林立,寒冷缺氧,地質極為復雜,施工起來困難重重,被稱為史上“最難建之鐵路”。曾被西方評論說100年都建不成,但我國目標是2032年前貫通。


    艱難之處定有其獨特價值,經由一代又一代人的努力,2022年9月,一支隊伍從濱江之城杭州一路西行,輾轉替換交通工具,最終抵達四川理塘。這是網易旗下專業從事游戲與泛娛樂AI研究和應用的頂尖機構網易伏羲團隊,他們此行主要是為挖掘機器人的實地運作做最后準備。只要無人挖掘機能在此運轉,世界上再難的現實場景都將被視為一般性難題。


    四川理塘的項目施工方之一是中建八局。中建八局全稱中國建筑第八工程局有限公司,在國內外建筑業立下過赫赫戰功。


    一年前,負責建設鐵路項目的中建八局的一支小隊經過長途跋涉,精確測量,終于確定下為高原鐵路某路段的具體施工方案。全國各地的工人隨即奔赴而來,建設又一個人類交通歷史上奇跡工程。


    施工期間,理塘縣共有數千臺挖掘機齊頭并進,但這里用工難,即便一個工人的月工資能達到上萬元,長期在此勞作的挖掘機工人少之又少,人員流動頻率很大。許多來理塘修造鐵路的工人十分不易,他們常常沒待多久,便誘發頭疼、乏力、嘔吐等嚴重高原反應;高海拔環境還讓他們擔心待久了會駝背、掉頭發、器官變大且不可逆,選擇離開的人不在少數。


    網易伏羲團隊到達的第一晚就出現了高反情況,有人說,這比出國倒時差難受多了,還有人出現了嘔吐、頭疼。


    用工難、施工難并存,建造效率是困擾施工方在當地執行基礎建設任務的長期難題。


    網易伏羲團隊成員抵達理塘縣后,被出租車司機、賓館老板、飯店老板等問得最多的一句話是:“你們是不是來修鐵路的?”


    是,也不完全是。


    他們修鐵路的方式與其他工人一樣,又完全不一樣。


    AOP是挖掘機器人的精髓

    達洼是一名20多歲的挖掘機師傅,出生在四川省甘孜襄城縣。達洼年幼時,家境條件很差,只能供得起姐姐上學,早早在外漂泊。后來,他在一個砂石廠討生活,逐步獲得老板信任,“讓我學挖機”。


    似乎,達洼是一位天生的挖掘機能人,很快便上道。他輾轉到中建八局的施工現場謀生,2022年9月,成為第一個掌控無人挖掘機的師傅。


    他不需要在駕駛室里,而是用智能手柄上下左右扭動,挖掘機便能跟隨手柄移動的方向施展挖掘動作。


    “很方便,不用待在駕駛室里,人不累?!边_洼說,人一直在駕駛艙里,每天工作10個小時,很累。年輕人對新鮮事物的好感度總是更強烈一些,“我喜歡嘗試新東西,現在的工作就像玩游戲一樣?!?


    目前,網易伏羲與中建八局聯合研發的挖掘機器人,主要在高原鐵路隧道口試點裝車任務。挖掘機器人“一人多機”的智能化作業模式,效率大幅提升。


    了解挖掘機器人的工作環境極為重要。中建八局帶網易伏羲團隊參觀了隧道作業的施工流程——先對隧道鉆孔,實行爆破;挖掘機在內清理碎石,堆在一處;裝載機把碎石不斷運到隧道口,騰出內部施工空間;隧道口,挖掘機把碎石裝載到車廂,貨車把碎石運輸到下游碎石廠加工成砂石材料,貨車把砂石運輸到混凝土加工廠,最后用于道路建設。整個施工流程形成閉環。


    伏羲團隊關注到更細微的工作內容。爆破時,每間隔一定距離,在洞壁上填埋炸藥,如若填埋深度、炸藥量布置不好,爆破效果差,需要更多混凝土加固隧道,成本很高。這些經驗都來自中建八局同事們的探索與總結。伏羲團隊把經驗類比到挖掘機器人身上,“環境加爆破動作的預測問題,也是AOP能建模學習的,和挖掘機學習液壓模型一樣?!鄙钊胍痪€的考察,也讓團隊看到AI技術有更多的實體落地應用場景。


    AOP是挖掘機器人的精髓,包括感知、認知、決策、行動四個部分。它能基于采集到的歷史數據和學習到的仿真環境,做出比人類更精準的預測建模。理解它,就掌握了挖掘機器人的內核。


    網易內部把AOP稱作智能體編程。簡而言之,它可以擁有類似于人的視覺、聽覺、觸覺能力,并通過硬件設備,對人的手、胳膊、口、腿等部位關節進行模仿,與環境產生交互行為,循環反饋信息,最終實現自我學習的過程。


    很難理解AOP是什么,直到我在杭州濱江區白馬湖生態創意城的一個工地上看到兩臺挖掘機,模糊的概念才對應上具體的挖掘機零部件。


    改造挖掘機


    杭州濱江的天空很低,冬雨婆娑,網易三期工程施工現場,擺放著一臺電腦和一張桌子,旁邊是一臺22噸的挖掘機。


    研發人員劉銘打開電腦,進入機器人遠程控制客戶端界面,用鼠標點擊左下角行為指令——點哪兒挖哪兒、點哪兒壓哪兒、一鍵平地、挖土、倒土,駕駛艙無人的挖掘機便會自如地移動起來。


    說實話,這般場面確實有些賽博朋克的超現實科技感。


    挖掘機器人項目是2021年10月在網易內部立項的。很快,他們用一萬多元買來一臺小型挖掘機模型,了解真實的工作原理。這是控制挖掘機的關鍵。挖掘機液壓系統在工作過程中,液壓油自油箱底部通過濾油器被工作泵吸入,從油泵輸出具有一定壓力的液壓油進入一組并聯的分配閥。


    初期改造過程中,重點解決的問題是如何讓算法對液壓模型進行學習,不同挖機的液壓模型不一樣,算法能做到自適應不同挖掘機。

    “其實,這就是模仿人的過程,人拿到挖掘機,只要移動一下方位,挖掘機就會自適應新的環境?!睆埛逭f,他們的底層技術源自伏羲的智能云引擎、AOP框架、有靈人機協作平臺等等。


    簡而言之,挖掘機器人是從伏羲的AI土壤里生長出來的苗子。


    他們經歷了三個階段。第一階段,不用買真實的機器人,只要在電腦端的虛擬環境中,寫好游戲仿真算法即可。第二階段,買了模型后,對油路進行改造,把仿真算法輸入到挖掘機內,開始通過游戲手柄控制挖掘機。第三階段,他們買來一臺7.5噸的挖掘機實操。


    他們對7.5噸挖掘機做了“像人”一樣的詳細改造。多路電磁閥就像是整臺挖掘機的小腦,幫助挖機保持運動平衡;多種傳感器和控制器,賦予機器人視覺、觸覺,負責收集外部信息,鎖定物體的位置、狀態,實現車輛遠程智能化控制。


    7.5噸挖掘機身上的零件比較雜亂,很多部件都是伏羲團隊尋找供應商單獨定制的,大多數配件市面上僅此一份。當他們在22噸的挖掘機身上安裝零部件時,變熟練了許多。


    兩臺挖掘機器人有一位言傳身教的師傅叫章強,20多歲的他高中畢業便離家外出工作,在甘肅的工地上學會了挖掘機技術,后輾轉到浙江杭州,如今在網易三期工程指導挖掘機器人的研發。


    “每個挖機師傅都有自己的工作風格,有些人對挖掘機動作很挑剔,會追求一些動作上的美感;有些人更追求效率,鏟斗裝多少無所謂?!闭聫娬f,他比較追求挖機的工作效率和整體美感。某種程度上,伏羲挖掘機器人也凸顯了這兩點。


    網易伏羲內部有一個共識,人機協作是對AI認識的升級,機器的智能需要人類提攜,人類的智能需要機器輔助。智能的發展不應該讓人類退出。技術發展,會不斷有新工作新任務產生,包括章強的新工作內容。


    所以,在智能體與世界連接的根節點上,一定不會缺少人類,只是角色可能不斷地從任務的執行者變為組織者、管理者、決策者,或發現者。


    帶著探索世界的眼光,他們在調研中發現,鐵路工程上下游生產關系主要為:實施方、包工頭老板、施工工人。


    其中,有包工頭提到,如果挖機裝碎石卡車沒有滿載,那么他每天就有不少的損失,他要求挖機師傅裝的又快又滿。如果挖掘機工人在短時間內,能裝載更多運輸車,掙的錢也更多。于是,“高效且滿載”成為挖掘機器人團隊改造挖掘機的重要方向。


    2022年9月,他們在杭州一臺同噸位的樣機上改造完畢,把所有改造設備,包裝到幾個大箱子里,原封不動地搬到高原鐵路施工現場,經過近一周的安裝、調試與部署,挖掘機器人終于可以使用。


    憑借自動化控制、人機協作等技術,中型挖掘機器人在甩方任務測試中,工作效率堪比10年挖機老師傅。但目前尚處于早期發展階段,未來的路依舊漫長且可觀。


    后來,網易伏羲團隊成員又先后回到那片高原。兩側是高高的山峰,他們在一條溝壑中的挖掘機上調試設備,一手拿著零部件,一手捧著氧氣罐,身體無比難受,一旦聊起無人挖掘機器人,卻又十分興奮。


    “那是一種不太好受,又有些獨特的人生體驗?!本W易伏羲團隊成員在理塘調試過兩次設備,記憶難忘。


    “游戲AI可以在真實物理世界解決一些問題”

    挖掘機器人部門是網易伏羲非常年輕的業務線,負責挖掘機器人的研發與運用。其誕生與網易的命運脈絡息息相關。


    2016年3月,谷歌旗下Deepmind團隊開發的圍棋程序AlphaGo石破天驚般地戰勝職業九段棋手李世石,預示著AI技術在游戲領域的巨大潛力。網易內部便決心要將強化學習等最新的AI技術,并應用在內部多款旗艦級MMORPG游戲中。


    第二年,伏羲實驗室正式成立。經過多年發展,其研究內容早已包括強化學習、圖像動作、虛擬人、自然語言、用戶畫像、大數據和云計算平臺等前沿方向,并已擁有數字人、智能捏臉、AI創作、AI反外掛、AI對戰匹配、AI競技機器人等多項行業領先技術方案,使用到網易內部10多款游戲的20多個場景中,并服務了100多家客戶,應用日均調用上億次。研發人員把前沿的技術撰寫成文發表成學術論文,在學術圈和游戲行業獲得影響力反哺實驗室內部。


    但網易伏羲能從互聯網的虛擬世界一步跨到真實的物理世界,并解決工業領域的重要問題,著實令人詫異。技術的遷移與試探,讓挖掘機器人變得更加充滿超現實的數字化風格。


    可是,網易這家公司擁有參與實體產業的豐厚經驗,涉足領域從養豬的農業到文旅產業,早已脫離了純互聯網公司的敘事主線,開創出一條若隱若現的新脈絡。2021年中下旬,網易希冀進入更加“真實”的物理世界,但具體是物理世界的什么空間?尚未清楚。


    伏羲團隊也與多次與網易CEO丁磊溝通“游戲AI可以在真實物理世界解決一些問題”的想法?!懊客卣挂粋€新方向,每進入一個新領域,我們都很慎重?!本W易內部一位熟悉事件經過的人士稱。


    一個商業創意的誕生,往往與中國經濟發展大勢息息相關,自從互聯網經濟進入存量競爭時代,由虛向實成為中國經濟發展的新風向。放眼以AI技術為核心的互聯網商業開發,都會遇到“最后一公里”難題。究其原因在于,這一輪AI技術依靠網絡虛擬環境的“學習”,高度受限于數據或仿真環境。隨著物聯網、工業化5G、虛實融合等技術正在快速走向成熟,在虛擬世界與真實世界的相交地帶,有望實現技術的交叉創新。


    從2021年8月到2022年10月,從網易伏羲實驗室孵化出的挖掘機器人團隊,最初由張峰、李華等幾名成員組成,目前已經擴展成幾十人,分別負責軟件開發、算法研發、機械設計、電子硬件、軟硬件測試等不同專業。


    “對于挖掘機這么大一個大家伙來說,我們的人算是非常少的?!崩钊A說。中建八局的相關人士評價道:挖掘機是施工設備中相對復雜的,如果把挖掘機突破了,裝載機、壓力機等施工機械也容易得到推廣和應用。


    能夠如此迅速的應用推廣離不開團隊人機協作的思路?!罢鎸嵨锢硎澜绲囊徊糠謭鼍笆强梢宰龅綗o人的,但很多復雜的決策算法目前還完成不了?!睆埛逭f,“我們的解決方案不是完全替代人,而是通過人來協作完成決策的工作,由機器代替人類來完成重復枯燥的工作?!?


    至于為什么選擇挖掘機領域?其與丁磊的宏觀商業判斷有關。公開數據顯示,截至2021年底,中國挖掘機保有量超200萬臺,超過全球其他國家和地區之和。但從單位建筑業總產值對應的挖掘機保有量來看,中國僅為日本的32%。


    一個國家的挖掘機銷售量、活躍水平,往往深層次代表了經濟發展的風向標??梢?,建筑行業已經到了“提量增效”的階段。


    2021年12月,丁磊從新聞中了解到國家修建西南鐵路的信息,心中充滿一腔熱血的他向同事們念叨:“如果我們能參與到這項家國大業的建設中去就好了?!焙髞?,網易聯系到參與鐵路建設的中建八局,很快達成合作共識。


    2022年12月上旬,網易與中建八局在上海簽署戰略合作協議。這其中體現了網易的一個探索方向:讓更多科技的力量落地實體經濟, 讓“一人同時操控上百臺機器,24小時持續不斷作業”的智能化生產場景成為現實,建立更多建筑行業的“黑燈工廠”,用科技實現中國建筑業效率飛躍。

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