今天，特斯拉的第二屆 AI Day 終于正式召開了。
AI Day 是特斯拉的年度活動之一，其他的固定活動還包括 Battery Day、Autonomy Day，顧名思義就是專門面向 AI、電池技術(shù)和自動駕駛相關(guān)的活動。
今年的 AI Day 拖延了一個多月。上個月馬斯克透露，跳票是為了多留點時間，這樣在 AI Day 上就能展示可用的人形機器人“擎天柱”(Optimus) 了。
果然馬斯克沒讓大家失望：
我們看到了擎天柱的原型產(chǎn)品(代號似乎是Bumbleseed)：
為了吸引眼球，馬斯克甚至還提前放出消息：未來一定會有“貓女”版擎天柱機器人……
/ 開發(fā)僅 8 個月，已具獨立行動能力 /
不理那些噱頭，先來看原型機器人究竟有多厲害。
這臺代號 Bumbleseed 的原型機器人，沒有去年我們在 Tesla Bot 假人上見到的外殼，所有的內(nèi)部非關(guān)鍵零部件都裸露在外：
原型機器人身高大約 5 英尺 8 英寸(約 173cm)，體重 73 公斤。
它在感知和計算的部分基本采用的是特斯拉電動車相同的設(shè)備，包括 特斯拉自主研發(fā)的芯片集成系統(tǒng)作為“大腦”，以及三顆 Autopilot 級別攝像頭。
另外，去年設(shè)計 Tesla Bot 的頭部還有一塊顯示屏，能夠顯示對于用戶 / 工作伙伴有用的信息。這個設(shè)計在今天并沒有任何進展可以宣布。這是因為團隊在過去一年時間里主要在專注解決運動(locomotion)，而不是應(yīng)用軟件的問題。
原型機器人的行走速度還很慢，似乎遠沒有達到去年宣稱的每小時 5 英里(大約 8km / h)水平。
至于搬運能力，它可以搬運大約 20 磅(約 10kg)重的中小型貨物，比如快遞紙盒。這個載荷比去年宣布的少了一半。
擎天柱全身共有 28 個電機“關(guān)節(jié)”，比去年宣布的時候的 40 個減少了四分之一。這是因為電機越少功耗越低。
在坐姿待機狀態(tài)下，機器人的全系統(tǒng)功耗只有 100W，還不到當今主流顯卡的一半;而在走路的狀態(tài)下，整個功耗也只有 500W。
馬斯克和機器人團隊成員一再強調(diào)，讓機器人更省電是非常重要的設(shè)計理念，因為特斯拉的終極目標是大規(guī)模生產(chǎn)人形機器人，并且在各種工業(yè)、民用場景里投放使用，量級在百萬甚至千萬級。
下圖中藍色的是電子系統(tǒng)。橘色部分是電機。
先來看電子系統(tǒng)部分：
機器人的設(shè)計電池容量為 2.3 千瓦時，電壓 52V;機器人的“大腦”部分并不是真的放在腦袋里，而是安裝在了軀干位置(因為這里更加安全，并且集成度越高越省電);
機器人在網(wǎng)絡(luò)連接方面支持 Wi-Fi 和 LTE，并且包括音頻組件，都安裝在軀干上。
再來看機運動能力。
特斯拉機器人團隊成員透露，他們用了一套和電動車碰撞安全測試相同的預(yù)測模型，來提前預(yù)測機器人在各種姿勢下，在執(zhí)行正常工作時候的表現(xiàn)，以及預(yù)測可能導(dǎo)致機器人受損(比如摔倒和遭遇攻擊)等各式各樣的情況。
然后，工程團隊對收集到的各種工況數(shù)據(jù)，通過微積分方式進行了大量的模擬，從而微調(diào)電機的工作功率，從而將能耗降到最低;另外，他們還從不同的電機數(shù)據(jù)中找到共性，從而降低不同型號電機的使用。
最終全身的 28 個電機當中，只有 6 種不同的設(shè)計，顯著降低了機器人批量生產(chǎn)的成本。
這些電機當中，有載荷能力極強的大電機，足以輕松提起一臺三角鋼琴的重量;也有手部微小但靈敏的小電機，不僅能夠抓住有一定重量的貨物，也可以精確地抓握小零件、操作較為精密的工具儀器等。
當然，除了用數(shù)學(xué)解決問題之外，設(shè)計師也加入了一些仿生學(xué)的設(shè)計。比如機器人的膝蓋關(guān)節(jié)分為 4 個子電機，和人類膝蓋關(guān)節(jié) / 韌帶構(gòu)成類似。去年馬斯克曾經(jīng)說過，人形機器人的使命，是替代人類去完成危險、重復(fù)和無聊的工作。
它的初步設(shè)想是讓用戶可以對它提出簡單的命令，比如“把燈泡裝上去”之類的，它就可以執(zhí)行。公司對于擎天柱的定位是“泛用型 AI 機器人”，說白了就是苦力機器人。人機智慧型交流并不是它的設(shè)計能力之一。
特斯拉雖然有種種問題，但不可反駁的是，這家公司能夠走到今天，靠的真就是對科技創(chuàng)新的瘋狂追逐，和馬斯克本人強烈的、誰都無法阻擋的意志。去年還有很多人懷疑特斯拉到底是真的要造機器人，還是跟大家開玩笑。結(jié)果今年，馬斯克還真沒有食言。
也許在未來的某一天，擎天柱真的可以取代特斯拉在全球各地的汽車制造工廠里面的工人 —— 他們的工作確實危險、重復(fù)且無聊。
去年馬斯克還曾表示，這臺機器人不會跑的太快，“我們的設(shè)計指標是讓你可以輕松地不被它追上，并且有很大的幾率制服它。”
“最好這種情況不會發(fā)生，但誰知道呢。”他補充道。
從去年只有一個假人可以展示，到今年已經(jīng)有可以獨立運行的原型機，特斯拉人形機器人團隊在 6-8 個月極短的時間里已經(jīng)取得了非常長足的進展，自己已經(jīng)對團隊的成果非常滿意。
接下來幾周到幾個月的時間里，特斯拉還會繼續(xù)組裝出更多的機器人，投入到真實的工業(yè)場景(比如特斯拉自己的加州 Fremont 工廠)里進行測試，從而進一步優(yōu)化設(shè)計。
令人興奮的是：這臺機器人從構(gòu)思，到已經(jīng)生產(chǎn)出可以在沒有任何外部支持(電源線、防護架等支援裝置)的基礎(chǔ)下，可以自由移動的原型機。
這一情況的重要性在于：盡管今天的原型機器人，距離波士頓動力的 Atlas 在技術(shù)上還有很大差距，特斯拉的開發(fā)速度卻明顯更快。
去年 AI Day 上馬斯克曾經(jīng)表示，“特斯拉已經(jīng)是世界上最大的機器人公司之一了…… 我們的汽車其實就是帶輪子的智能機器人。”
而通過擎天柱項目，特斯拉終于把公司在機器人、傳感、AI 等技術(shù)上的多年研發(fā)積累，從從四個輪子，轉(zhuǎn)移到兩條胳膊兩條腿的人形機器人上了。
一位團隊成員表示“我們有自信可以在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)人形機器人的大規(guī)模生產(chǎn)。”
馬斯克指出，現(xiàn)在市場上的人形機器人，普遍沒有智能的大腦，并且成本太高、產(chǎn)量太低。
而特斯拉的長期目標，是將人形機器人的生產(chǎn)成本降低到兩萬美元左右 —— 還不到一臺特斯拉電動車的價格。
“我們還有很長的路要走。所以今天我們辦這個活動就是希望更聰明的人加入進來，讓可用可靠的人形機器人成為現(xiàn)實，并且足夠規(guī)模化，能夠幫助到數(shù)百甚至上千萬人。”
/ Dojo 超級計算機 /
從 2019 年，特斯拉在內(nèi)部啟動了一個神秘的項目 Project Dojo，開發(fā)采用自研芯片，可以無縫連接，實現(xiàn)超大規(guī)模分布式計算的多芯片模組化 (Multi-Chip Modularized) 超級計算機。
這臺超級計算機，就是在去年 AI Day 上展示的 Dojo。
Dojo 核心是特斯拉自主研發(fā)的 D1 處理器，采用臺積電 7 納米制程工藝，單片包含 500 億枚晶體管、11 英里的線路長度。處理器采用了特斯拉自定義的指令集，F(xiàn)P32 算力達到 22.6TFlops，設(shè)計功率 400W 左右。
但是和處理器的 I / O 帶寬相比，算力并沒有那么重要。這是因為目前自動駕駛計算平臺的主要限制不是算力，而是數(shù)據(jù)傳輸，而這臺超級計算機正是想要解決這一問題，加快對真實世界的快速感知、計算和數(shù)據(jù)傳輸，從而顯著改進自動駕駛模型的訓(xùn)練性能。
去年特斯拉宣稱 Dojo 所采用的的 D1 處理器的片外帶寬遠高于谷歌 TPU 和其他科技公司的 GPU-based 分布式計算陣列。
超高的片外帶寬尤為關(guān)鍵，因為對于特斯拉而言，D1 Chip 不是一枚一枚用的，而是可以多枚組成一個計算陣列。比如 25 枚組成一個訓(xùn)練模組 (Training Tile)，成為了 Dojo 的單元核心，高達 36TB / s 帶寬，達到 9PFlops 算力。
去年特斯拉透露已經(jīng)完成了對訓(xùn)練模組的工作測試，成功運行了前特斯拉 AI 部門總監(jiān) Andrej Kaparthy 開發(fā)的 minGPT 模型。而在過去的一年里，特斯拉持續(xù)對 Dojo 進行優(yōu)化研發(fā)。
在今天的 AI Day 上，Dojo 團隊宣稱一個訓(xùn)練模組的機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練算力，足以達到 6 個“GPU 計算盒子”，并且成本還不到“一個盒子”的水平。
這還沒完：6 臺訓(xùn)練模組組合為一層，兩層疊在一起為一個訓(xùn)練矩陣(單機柜)
再把機柜鏈接起來，能夠形成“完全體”，也即 Dojo 計算集群 ExaPod，包括 120 個訓(xùn)練模組、3000 枚 D1 處理器，F(xiàn)P16 算力高達 1.1 EFlops。
在此之前，Dojo 系統(tǒng)主要是服務(wù)特斯拉內(nèi)部使用，比如路測數(shù)據(jù)標注、模型訓(xùn)練、運行模擬以及硬件在環(huán)任務(wù)等。
但更重要的是：Dojo 本質(zhì)上是一個 ASIC 屬性的計算設(shè)備，也就可以被看作是一個通用型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練設(shè)備，也是可以提供給其它機構(gòu)使用的。
也許在不遠的未來，我們可以看到特斯拉不只是電動車 / 清潔能源公司，還是機器人公司、芯片公司，甚至…… 云計算公司?
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