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迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅

就在今年,当你踏入香港迪士尼乐园的大门,或许会意外邂逅那位《冰雪奇缘》中痴迷于夏日阳光的「开心果」——雪宝(Olaf)。

它将摆动那对与身体极不相称的小短腿,步履蹒跚地朝你靠近,不仅能眨眼、开口交谈,甚至在被人摘下标志性的胡萝卜鼻子时,还会做出生动的反应。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第1张

这可不是乐园员工藏在套子里的玩偶表演,而是一台具备自主移动能力和丰富表情交互功能的真实机器人。

你或许会好奇,这究竟是向哪家机器人企业采购的杰作?是为王力宏伴舞的宇树科技,还是马斯克旗下的特斯拉擎天柱?

答案揭晓:它是迪士尼亲手打造的「自家宝贝」。

尽管过去一年里,具身智能概念风头正劲,但鲜有人察觉,这个以造梦闻名的迪士尼,其实早已在机器人技术领域默默深耕多年。

打造「雪宝」的挑战何在

在迪士尼内部,有一个名为幻想工程部(Walt Disney Imagineering)的神秘团队,他们早在2018年就启动了代号「Project Kiwi」的机器人研发项目,专注于攻克拟人机器人技术,力求让机器人的一举一动都能媲美真实人物。

你是否还记得那个萌翻全场的小格鲁特?

它从桌后悄悄探出脑袋,迈着标志性的、带着些许笨拙的小碎步,仰起45度角忽闪着眼睛,仿佛将《银河护卫队2》中的场景原封不动地搬进了现实。而结尾那个单腿独立的「金鸡」姿势,其稳定性简直令人惊叹不已。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第2张

此外,还有为了取代蜘蛛侠特技演员完成高难度动作而研发的「蜘蛛侠」机器人,它在空中划出的轨迹几乎能以假乱真。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第3张

然而,与之前的蜘蛛侠特技机器人Stuntronics相比,雪宝的研发难度堪称地狱级别,因为它本身就是一个为动画世界而生、完全不符合物理规律的虚拟角色。

在《冰雪奇缘》的原作中,雪宝拥有与身体等大的脑袋,脚部却只是两个小小的雪球,这种头重脚轻的比例在现实中根本难以维持平衡。更棘手的是,为了动画表现力,它的双脚在行走时还会出现「滑步」效果,这完全无视了重力法则。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第4张

为了攻克这个看似无解的难题,幻想工程团队推出了一套堪称「机智」的解决方案。

首当其冲的是对机器人骨骼的「改造」。工程师们设计了一套创新的「非对称六自由度腿部机构」。简而言之,左腿的髋关节向后、膝盖向前,右腿则恰恰相反。

这种独特的设计不仅最大程度地避免了双腿运动时的相互干扰,更巧妙地将复杂的机械结构完全「隐匿」于雪宝那圆滚滚的下半身之中。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第5张

为了进一步提升隐藏效果,下半身的雪球被制作成柔软的泡沫裙摆。这层泡沫既能维持外形,又能在必要时发生形变,为腿部提供更大的活动空间。

表面上你看到的是雪球在移动,实则是内部的机械腿在奋力工作。

那双看似软绵绵的脚丫,同样选用了柔性泡沫材料。这不仅是出于外观质感的考虑,更是为了吸收冲击力,减少跌倒时可能造成的损坏。雪宝行走时,脚部会像真实的雪球那样发生轻微变形,细节处理堪称极致。

打造出完美的外壳仅仅是开始,让雪宝模仿动画中的走路姿态才是核心挑战。

为此,迪士尼联手英伟达和Google DeepMind等顶级伙伴,共同开发了名为Newton的开源模拟框架。在此框架下,他们运用名为Kamino的自有模拟器对机器人进行训练。

团队甚至邀请了《冰雪奇缘》的原版动画师亲临现场。动画师提供动作范本,AI则在模拟器中不断试错,学习如何在维持物理平衡的同时,复现出那种经典的、摇摇晃晃的「雪宝式」步伐。

教会雪宝「轻手轻脚」

对于机器人而言,噪音是另一个必须克服的敌人。

如果你曾听过波士顿动力机器狗行走时发出的「咔哒」金属撞击声,便会明白这种噪音有多破坏沉浸感。对于一个理应轻盈可爱的雪人角色来说,这样的声音无疑是毁灭性的。

为此,团队设计了一套降噪奖励机制。在训练中,AI若产生较大的冲击力便会受到惩罚,从而逐渐掌握更轻柔的落地技巧。

经过数千次的模拟训练,雪宝终于学会了更为柔和的步态。实际测试显示,这种方法成功降低了约13.5分贝的噪音,从接近82分贝降至约64分贝。

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远不止「会走路」这么简单

除了行走这一核心能力,雪宝身上还隐藏着众多精巧的设计。

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他的手臂采用了球面五连杆结构,由躯干内部的执行器远程驱动,可实现摆动和俯仰动作。嘴巴则由单个执行器同时控制上下颌的开合。眼睛具备独立的偏航控制能力,并通过四连杆机构实现俯仰和眨眼功能。

那根标志性的胡萝卜鼻子和树枝状手臂均通过磁铁吸附,便于拆卸。这不仅再现了动画中的经典场景,还能在机器人不慎跌倒时自动脱落,避免损坏。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第8张

它的服装采用四向弹力面料,能随机器人动作自然延展收缩。眼睛和嘴巴周围用按扣和磁铁固定,既保证了服装贴合,又方便日常维护。身上的「雪花」则使用了虹彩纤维,在光线照射下会闪烁出如同真实雪花般的璀璨光泽。

迪士尼研发机器人,究竟意欲何为

从2018年亮相的Stuntronics到2025年推出的雪宝,迪士尼将新角色推向游客的速度达到了前所未有的高度。

「过去开发一个机器人往往要耗费数年光阴,」研发团队成员透露,「如今借助强化学习,我们只需几个月就能让角色『活』起来。」

底层的控制框架、模拟器以及训练流程也在持续优化,使得新角色的开发变得愈发高效便捷。

与波士顿动力、特斯拉等公司截然不同,迪士尼研发机器人的初衷并非为了完成任务,而是致力于与游客建立情感纽带。

幻想工程团队强调,

我们的目标不是造出最强大或最高效的机器人,我们要造的是能让人相信它是真实存在的角色。

雪宝并未学习如何高效搬运物品或快速奔跑,但它学会了如何像那个笨拙而热爱夏日的小雪人一样,跌跌撞撞地来到你面前,让你不由自主地相信:这一切都是真实的

正如幻想工程总裁布鲁斯·沃恩所说:

如果我们的工作做得好,所有的技术都会消失,我们的客人会完全沉浸在我们试图讲述的故事中。

预计在2026年初,这只雪宝将正式「入职」香港迪士尼和巴黎迪士尼乐园。

届时,游客们将能亲眼目睹他摇摇摆摆地走来,倾听他的话语,甚至可以摘下他的胡萝卜鼻子,观察他做出的夸张表情。

或许在不久的将来,当我们踏入迪士尼乐园,热情拥抱我们的不再是汗流浃背的工作人员,而是一个个从动画中走出的、栩栩如生的「机械生命体」。

迪士尼机器人雪宝:从动画到现实的奇妙之旅 迪士尼 机器人 雪宝 人工智能 第9张

而雪宝,这位痴迷夏日的可爱雪人,正迈开脚步,引领我们迈向那个充满奇妙的未来。