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(dòng)之一，其他的固定活動(dòng)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(dòng)駕駛相關(guān)的活動(dòng)。

今年的 AI Day 拖延了一個(gè)多月。上個(gè)月馬斯克透露，跳票是為了多留點(diǎn)時(shí)間，這樣在 AI Day 上就能展示可用的人形機(jī)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(hào)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(huì)有“貓女”版擎天柱機(jī)器人……

/ 開發(fā)僅 8 個(gè)月，已具獨(dú)立行動(dòng)能力 /

不理那些噱頭，先來看原型機(jī)器人究竟有多厲害。

這臺(tái)代號(hào) Bumbleseed 的原型機(jī)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(jī)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(jì)算的部分基本采用的是特斯拉電動(dòng)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(jí)別攝像頭。

另外，去年設(shè)計(jì) Tesla Bot 的頭部還有一塊顯示屏，能夠顯示對(duì)于用戶 / 工作伙伴有用的信息。這個(gè)設(shè)計(jì)在今天并沒有任何進(jìn)展可以宣布。這是因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)在過去一年時(shí)間里主要在專注解決運(yùn)動(dòng)(locomotion)，而不是應(yīng)用軟件的問題。

原型機(jī)器人的行走速度還很慢，似乎遠(yuǎn)沒有達(dá)到去年宣稱的每小時(shí) 5 英里(大約 8km / h)水平。

至于搬運(yùn)能力，它可以搬運(yùn)大約 20 磅(約 10kg)重的中小型貨物，比如快遞紙盒。這個(gè)載荷比去年宣布的少了一半。

擎天柱全身共有 28 個(gè)電機(jī)“關(guān)節(jié)”，比去年宣布的時(shí)候的 40 個(gè)減少了四分之一。這是因?yàn)殡姍C(jī)越少功耗越低。

在坐姿待機(jī)狀態(tài)下，機(jī)器人的全系統(tǒng)功耗只有 100W，還不到當(dāng)今主流顯卡的一半;而在走路的狀態(tài)下，整個(gè)功耗也只有 500W。

馬斯克和機(jī)器人團(tuán)隊(duì)成員一再強(qiáng)調(diào)，讓機(jī)器人更省電是非常重要的設(shè)計(jì)理念，因?yàn)樘厮估慕K極目標(biāo)是大規(guī)模生產(chǎn)人形機(jī)器人，并且在各種工業(yè)、民用場景里投放使用，量級(jí)在百萬甚至千萬級(jí)。

下圖中藍(lán)色的是電子系統(tǒng)。橘色部分是電機(jī)。

先來看電子系統(tǒng)部分：

機(jī)器人的設(shè)計(jì)電池容量為 2.3 千瓦時(shí)，電壓 52V;機(jī)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?yàn)檫@里更加安全，并且集成度越高越省電);

機(jī)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(jī)運(yùn)動(dòng)能力。

特斯拉機(jī)器人團(tuán)隊(duì)成員透露，他們用了一套和電動(dòng)車碰撞安全測試相同的預(yù)測模型，來提前預(yù)測機(jī)器人在各種姿勢下，在執(zhí)行正常工作時(shí)候的表現(xiàn)，以及預(yù)測可能導(dǎo)致機(jī)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(tuán)隊(duì)對(duì)收集到的各種工況數(shù)據(jù)，通過微積分方式進(jìn)行了大量的模擬，從而微調(diào)電機(jī)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(jī)數(shù)據(jù)中找到共性，從而降低不同型號(hào)電機(jī)的使用。

最終全身的 28 個(gè)電機(jī)當(dāng)中，只有 6 種不同的設(shè)計(jì)，顯著降低了機(jī)器人批量生產(chǎn)的成本。

這些電機(jī)當(dāng)中，有載荷能力極強(qiáng)的大電機(jī)，足以輕松提起一臺(tái)三角鋼琴的重量;也有手部微小但靈敏的小電機(jī)，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(dāng)然，除了用數(shù)學(xué)解決問題之外，設(shè)計(jì)師也加入了一些仿生學(xué)的設(shè)計(jì)。比如機(jī)器人的膝蓋關(guān)節(jié)分為 4 個(gè)子電機(jī)，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(jī)器人的使命，是替代人類去完成危險(xiǎn)、重復(fù)和無聊的工作。

它的初步設(shè)想是讓用戶可以對(duì)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(duì)于擎天柱的定位是“泛用型 AI 機(jī)器人”，說白了就是苦力機(jī)器人。人機(jī)智慧型交流并不是它的設(shè)計(jì)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(duì)科技創(chuàng)新的瘋狂追逐，和馬斯克本人強(qiáng)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(jī)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(shí)危險(xiǎn)、重復(fù)且無聊。

去年馬斯克還曾表示，這臺(tái)機(jī)器人不會(huì)跑的太快，“我們的設(shè)計(jì)指標(biāo)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(huì)發(fā)生，但誰知道呢。”他補(bǔ)充道。

從去年只有一個(gè)假人可以展示，到今年已經(jīng)有可以獨(dú)立運(yùn)行的原型機(jī)，特斯拉人形機(jī)器人團(tuán)隊(duì)在 6-8 個(gè)月極短的時(shí)間里已經(jīng)取得了非常長足的進(jìn)展，自己已經(jīng)對(duì)團(tuán)隊(duì)的成果非常滿意。

接下來幾周到幾個(gè)月的時(shí)間里，特斯拉還會(huì)繼續(xù)組裝出更多的機(jī)器人，投入到真實(shí)的工業(yè)場景(比如特斯拉自己的加州 Fremont 工廠)里進(jìn)行測試，從而進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

令人興奮的是：這臺(tái)機(jī)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(hù)架等支援裝置)的基礎(chǔ)下，可以自由移動(dòng)的原型機(jī)。

這一情況的重要性在于：盡管今天的原型機(jī)器人，距離波士頓動(dòng)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(jī)器人公司之一了…… 我們的汽車其實(shí)就是帶輪子的智能機(jī)器人。”

而通過擎天柱項(xiàng)目，特斯拉終于把公司在機(jī)器人、傳感、AI 等技術(shù)上的多年研發(fā)積累，從從四個(gè)輪子，轉(zhuǎn)移到兩條胳膊兩條腿的人形機(jī)器人上了。

一位團(tuán)隊(duì)成員表示“我們有自信可以在未來幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)人形機(jī)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(jī)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(biāo)，是將人形機(jī)器人的生產(chǎn)成本降低到兩萬美元左右 —— 還不到一臺(tái)特斯拉電動(dòng)車的價(jià)格。

“我們還有很長的路要走。所以今天我們辦這個(gè)活動(dòng)就是希望更聰明的人加入進(jìn)來，讓可用可靠的人形機(jī)器人成為現(xiàn)實(shí)，并且足夠規(guī)?；?，能夠幫助到數(shù)百甚至上千萬人。”

/ Dojo 超級(jí)計(jì)算機(jī) /

從 2019 年，特斯拉在內(nèi)部啟動(dòng)了一個(gè)神秘的項(xiàng)目 Project Dojo，開發(fā)采用自研芯片，可以無縫連接，實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模分布式計(jì)算的多芯片模組化 (Multi-Chip Modularized) 超級(jí)計(jì)算機(jī)。

這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，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(tái)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(dá)到 22.6TFlops，設(shè)計(jì)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?yàn)槟壳白詣?dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)的主要限制不是算力，而是數(shù)據(jù)傳輸，而這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)正是想要解決這一問題，加快對(duì)真實(shí)世界的快速感知、計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸，從而顯著改進(jìn)自動(dòng)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(yuǎn)高于谷歌 TPU 和其他科技公司的 GPU-based 分布式計(jì)算陣列。

超高的片外帶寬尤為關(guān)鍵，因?yàn)閷?duì)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(gè)計(jì)算陣列。比如 25 枚組成一個(gè)訓(xùn)練模組 (Training Tile)，成為了 Dojo 的單元核心，高達(dá) 36TB / s 帶寬，達(dá)到 9PFlops 算力。

去年特斯拉透露已經(jīng)完成了對(duì)訓(xùn)練模組的工作測試，成功運(yùn)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(duì) Dojo 進(jìn)行優(yōu)化研發(fā)。

在今天的 AI Day 上，Dojo 團(tuán)隊(duì)宣稱一個(gè)訓(xùn)練模組的機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練算力，足以達(dá)到 6 個(gè)“GPU 計(jì)算盒子”，并且成本還不到“一個(gè)盒子”的水平。

這還沒完：6 臺(tái)訓(xùn)練模組組合為一層，兩層疊在一起為一個(gè)訓(xùn)練矩陣(單機(jī)柜)

再把機(jī)柜鏈接起來，能夠形成“完全體”，也即 Dojo 計(jì)算集群 ExaPod，包括 120 個(gè)訓(xùn)練模組、3000 枚 D1 處理器，F(xiàn)P16 算力高達(dá) 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(biāo)注、模型訓(xùn)練、運(yùn)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(gè) ASIC 屬性的計(jì)算設(shè)備，也就可以被看作是一個(gè)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(jī)構(gòu)使用的。

也許在不遠(yuǎn)的未來，我們可以看到特斯拉不只是電動(dòng)車 / 清潔能源公司，還是機(jī)器人公司、芯片公司，甚至…… 云計(jì)算公司?

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