阿里工程師“造人記”
摘要： 比起《西部世界》裡的德洛麗絲，許晨光說自己只是一個製作工具的人。
文/王安憶
9月22日，阿里巴巴在2018杭州·雲棲大會發布AliOS 2.0系統，定義下一代網際網路汽車標準。
無人區裡沒有順風車。從0到1，AliOS研發團隊走得艱辛，就像34歲的許晨光，作為一名AliOS無線開發專家，他揣著領導最初贊助的2000多元，找開原始碼、買3D印表機、DIY零部件、著手打造仿生機器人。有了這個機器人，多模態互動系統的訓練工作才能事半功倍。
許晨光本以為，這項工作難度跟組裝宜家櫥櫃差不多，哪曉得路上的坑一個接著一個，填到現在，他已經解鎖了機電、雕塑、解剖等一堆新技能。在許晨光的努力下，一條機械手臂投入訓練工作，這只是一個階段性的成果，接下去，他還要為機器人添上另一條手臂、整個上半身軀幹，以及頭部和麵部表情。
看得懂人的車
短短2年間，在路上奔跑的AliOS網際網路汽車已有數十萬臺。而網際網路汽車熱銷，多模態互動系統功不可沒。
眼下，大部分車機系統基於手機安卓系統定製，可是安卓從底層、框架到應用的設計，都以近距離小屏觸控的手機場景為出發點，有點先天不足的意思。而AliOS從設計之初，在應用框架和互動體系方面就考慮到了汽車環境的需求。
觸屏、語音、人臉、手勢相結合的多模態互動系統，能夠為司機帶來顛覆性體驗——比如通過人臉識別技術，汽車在認出司機身份後，會按照司機習慣調整好座椅、後視鏡、空調風量以及歌單，就連油門靈敏度和換擋邏輯，也可以根據司機駕駛習慣設定。人車之間，不僅可以通過“語音+觸控”的方式交流，還可以通過“語音+手勢”或“快捷手勢”溝通。
重慶智博會上，AliOS曾展示了神奇的手勢互動，司機輕輕揮一揮手，就能操控多媒體、地圖等場景：做一個“love”手勢，隔空收藏喜愛的音樂；一個食指左右滑動，就能升降音量；兩個手指擺出“耶”，則代表拒接來電……
總之，在一輛網際網路汽車裡，攝像頭是眼睛，麥克風是耳朵，將捕捉到的畫面和聲音，傳遞給AliOS這個大腦，司機不用低頭檢視車機螢幕就能控制汽車，這是一種沉浸式的智慧新體驗。
AliOS還在不斷進化，今年6月下旬，許晨光所在的團隊，主要任務就是支援包括手勢識別、語音識別等多模態互動的升級測試，進一步將工具硬體化和產品化。
當老師的代價
AliOS能看懂人類的手勢，是因為應用了視覺計算技術。和其他AI技術一樣，視覺計算也要通過基於大量樣本的訓練，去不斷優化模型和引數，這樣AliOS才能更準確地識別不同角度的不同手勢。
在訓練的過程中，團隊面臨的最大問題在於，缺少手勢圖形資料，這些手勢圖形不但對定位精度有要求，還要經過人工打標籤才行。
“深度學習的主要特點就是跟資料相關，實際生產中的問題，不是開發一個或者買來一個模型就能解決的。”許晨光想，使用人手的影象資料，需要花大量人力為手勢圖形打標籤，“對於我們這樣成本壓力較大的部門來講，這種方式不是最優解。”
最後，許晨光想到了可控機械手臂的方案，直接讓硬體自動生成資料，來部分替代人工打標，相對現階段其他方案，這個辦法較為省時省力省成本。
可是，要買到一個現成的機械手臂並不容易，許晨光在網上搜尋，最基本的要求是，五個手指是否能分開運動、手腕和胳膊能不能運動。他找到一個機器手臂，卻因為過於機械，定位精度達不到要求；另一個機械手臂動作很擬人，卻因為重量太大，抬不起胳膊。
“機械手”、“仿生機器人”……許晨光用這些關鍵詞搜尋答案，卻意外搜尋到了法國的雕塑家蓋爾·朗葛文，他只花了800美元就自制了一臺真人大小的機器人，所需材料不過是一臺3D印表機、一些電機以及電路板等。
朗葛文每完成機器人身體的一部分，就會在網上與人分享製作過程以及所需的材料等，重點是，朗葛文還說“這件事的難度和組裝宜家櫥櫃差不多。”
廉價解決方案
盯著朗葛文提供的開源專案圖紙，許晨光認為自己找到了一條捷徑。7月中旬，他的辦公桌上多了一臺3D印表機，然後用隨筆記錄了整個專案的程序：
第一週：3D列印及加工手指、手掌、前臂等機械手部件，購置Arduino控制板、舵機、杜邦線、電鑽、鑽頭、膠水、3mmPLA絲等部件。
第二週：列印完畢後，連線機械手手指、手掌、手腕、前臂零件裝配、舵機安裝及傳動線，實現了可以通過arduino（開源電子原型平臺）控制機械手進行單個手指的屈伸及手腕旋轉運動。
3D列印切片軟體上一根手指的橫截面資料
第三週：終於實現了同時控制多個手指運動，並通過leap motion（體感控制器）實時追蹤模仿人手手指運動（手指、手掌、手臂前臂部分基本製作完畢）。
第四周：製作上臂和肩膀部分，期間也在改進手指的機械結構，進一步提升機械的耐用性和控制的精確度。
網購一個完整裝置，可能要花費幾萬元，許晨光的方案廉價地多——3D印表機花了1500元，前臂手指、手掌部分總共成本不到500元，上臂部分成本800元，另外準備整合一個主機，成本500元。
“我的領導馬飛飛和黃宗明自掏腰包，提供了專案資金的支援。”許晨光把手放在連線電腦的leap motion上，比了“耶”的手勢，左手邊的白色機械手也“咔咔”伸出兩根手指。
學解剖找問題
3D列印的過程異常緩慢，許晨光算過，一個5釐米厚的前臂零件，如果一切順利，也要7-8個小時才能完成。
在組裝前臂和肱二頭肌的環節中，肘關節一個連線部位出了問題，只要許晨光想測試收起前臂的動作，總能聽到“啪”一聲脆響，連線部位8毫米厚的塑料零件被掰成了兩半，“為什麼手臂彎曲90度都不行？
許晨光低頭擺弄著零件，在腦子盤算著：是不是零件在列印的時候引數沒調對？3D列印有三四個小時等待時間，他也沒有閒著，把沒捨得扔掉的零件，拿強力膠粘起來再試，這一次前臂只彎曲到80度就斷了。
“啪”“啪”“啪”，當零件第四次斷裂時，許晨光抬起頭，發現辦公室裡空空蕩蕩，就剩下他自己了，時間早就過了零點，他把第五片零件的引數設定好，第二天再趕來測試。
62小時36分鐘的努力全報廢了
回家後，許晨光下載了《奈特人體解剖彩色圖譜》，把這本書中第419頁至第454頁，關於“肘和前臂”以及“腕和手”的解剖圖仔細研究了一遍。在一次又一次的試驗中，許晨光最終找到問題所在，通過調節前臂中電機和零件的距離，便能在手臂彎曲時保全零件。“只能靠一次次試驗，沒有捷徑。”
努力不會白費
重壓之下，有時候一點小挫折就能造成整個人的情緒崩潰。有天早上，許晨光剛坐上班車，同事就發來了照片和資訊，“許晨光，你的裝置好像出錯了，造出了一堆頭髮來。”同事還打趣，這不是在設計一個藝術品吧。
看著滿屏纏繞著的白線，許晨光不敢放大圖片，62小時36分鐘的努力，全部報廢了。本來坐得很挺的許晨光，猛地向椅背一靠，低垂下了腦袋，“什麼都想不了，就想趕緊去看看它。”
看著一堆失敗的“藝術品”，許晨光反而靜下心來，他拿著小鏟子把打歪了的零件一點點剷下來，一邊鏟，一邊找原因，鏟完廢品之後他明白了，列印頭溫度不夠高，並且在一層層疊加的列印中，沒有支撐點讓其附著，一層出錯，全盤皆輸。
調整引數和列印速度，增加支撐力，3D列印再一次啟動。62小時36分鐘的等待，又開始了。
現在，許晨光的機械手臂很靈活了，可以通過手指屈伸完成數字等手勢動作，正在完成上臂及肩部組裝，從而支援絕大部分手勢操作，並通過與語音、手勢、螢幕操作的結合，實現AliOS多模態一體化測試框架，落地到自動化測試的日常檢測中。
有時候，許晨光會想起美劇《西部世界》第二季中的一個場景，女一號德洛麗絲是個機器人，利用深度學習，定量資料訓練以及對抗神經網路，製造並訓練出另一個機器人，男二號伯納德。“比起德洛麗絲，我只是一個製作工具的人。”許晨光說。
接下來許晨光想要和女兒一起製作個機器人