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但近日，日本豐田研究所(TRI)推出了一種全新的機器人Punyo，并表示希望通過Punyo將人形機器人向前推進一步。
Punyo在機器人的設計理念和操作方式上都有創新。它沒有腿，并且截至目前為止，TRI團隊制研究機器人的軀干，并開發操縱技能。
設計理念：服務人類日常生活
傳統的工業機器人多應用于車間作業、組裝等任務，目的是提高生產效率、減輕勞動強度。而在未來，服務型機器人或許會進入更多家庭，直接面向和服務于普通人的日常需求。
TRI研究人員表示，Punyo的目標就是成為一個“幫助人們在家中和其他地方完成日常任務”的機器人。
這一設計理念決定了Punyo需要具備靈活、柔軟、安全的特征。因為要進入復雜多變的家庭環境，就不能出現傳統工業機器人那樣堅硬、僵硬的機械手臂，否則會給人帶來危險感，也無法完成各種日常物品操作任務。這與SoftBank機器人Pepper的設計思路有些類似，都著眼于如何讓機器人更融入人類生活。
面向服務應用也要求Punyo能夠學習各種日常技能，而不僅是進行工廠流水線上的單一操作。這需要賦予機器人強大的學習能力，通過觀察、模仿人類示范來掌握各種日常任務的操作方法。
對于人形機器人來說，使用整個身體的操作是棘手的，因為平衡是一個難題。然而，TRI的研究人員設計了它的機器人來做到這一點。
“Punyo 做事的方式不同。利用它的整個身體，它可以承載比簡單地用伸出的手按壓更多的東西，“TRI全身操縱技術負責人之一Andrew Beaulieu補充道。“柔軟度、觸覺感應以及進行大量接觸的能力有利于更好地操縱物體。”
軟硬結合機體
要實現靈活柔軟的機器人設計，TRI采用了硬軟結合的機械手臂設計。Punyo 的手、手臂和胸部覆蓋著順從的材料和觸覺傳感器，這樣既可以感受外界接觸，柔軟的材料也能使機器人的身體能夠與它所操縱的物體保持一致。
這是目前許多軟體機器人的典型設計思路。
與此同時，在柔軟外殼下面，Punyo內部還保留了兩個“硬”的機械手臂作為骨骼支撐，以及一個軀干框架和腰部執行器，來提供力學支持和精確控制。這種硬軟結合設計集傳統機器人的力學優勢與軟體機器人的柔軟特性于一身。
具體來看，Punyo手臂上的氣囊可根據需要調節內部壓力變硬變軟，在保證一定力學剛性的同時，也提供了約5厘米的順應性。“爪”也采用高摩擦的乳膠氣囊設計，手掌心的攝像頭可以通過觀察氣囊表面變形來感知外力大小。整個手臂都可彎曲轉動，而且氣囊互相連接，這使得力量可以順暢傳導，避免機器人“斷臂”。
強大的學習能力
要適應家庭環境中的多變任務，Punyo必須具有強大的學習能力。
根據TRI團隊介紹，Punyo 使用兩種方法學習了接觸豐富的策略：擴散策略和示例引導的強化學習。TRI去年宣布了其擴散政策方法。通過這種方法，機器人使用人類演示來學習難以建模的任務的穩健感覺運動策略。
示例引導的強化學習是一種需要在模擬中對任務進行建模的方法，并通過一小組演示來指導機器人的探索。TRI表示，它使用這種學習來實現可以在模擬中建模的任務的魯棒操作策略。
當機器人可以看到這些任務的演示時，它可以更有效地學習它們。它還為 TRI 團隊提供了更多空間來影響機器人用于完成任務的運動風格。
該團隊使用對抗性運動先驗(AMP)，傳統上用于將計算機動畫角色風格化，將人類運動模仿納入其強化管道。
強化學習確實需要團隊在模擬中對任務進行建模以進行訓練。為此，TRI使用基于模型的規劃器進行演示，而不是遠程操作。它稱這個過程為“計劃指導的強化學習”。
TRI聲稱，使用計劃器可以使難以遠程操作的長距離任務成為可能。該團隊還可以自動生成任意數量的演示，從而減少其管道對人工輸入的依賴，這使 TRI 更接近于 增加 Punyo 可以處理的任務數量。
雖然目前Punyo軟體服務機器人還處于初級階段，各方面性能有待提高，但其應用前景廣闊，并且Punyo的設計理念和技術路線也為業內提供了新思路。
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