特斯拉機器人還有很長的路要走，但這條路已經越走越快。
今天，特斯拉的第二屆AI Day終於正式召開了。
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、電池技術和自動駕駛相關的活動。
今年的AI Day拖延了一個多月。上個月馬斯克透露，跳票是爲了多留點時間，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品(代號似乎是Bumbleseed)：
爲了吸引眼球，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，所有的內部非關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採用的是特斯拉電動車相同的設備，包括特斯拉自主研發的芯片集成系統作爲"大腦"，以及三顆Autopilot級別攝像頭。
另外，去年設計Tesla Bot的頭部還有一塊顯示屏，能夠顯示對於用戶/工作夥伴有用的信息。這個設計在今天並沒有任何進展可以宣佈。這是因爲團隊在過去一年時間裏主要在專注解決運動(locomotion)，而不是應用軟件的問題。
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。
至於搬運能力，它可以搬運大約20磅(約10kg)重的中小型貨物，比如快遞紙盒。這個載荷比去年宣佈的少了一半。
擎天柱全身共有28個電機"關節"，比去年宣佈的時候的40個減少了四分之一。這是因爲電機越少功耗越低。
在坐姿待機狀態下，機器人的全系統功耗只有100W，還不到當今主流顯卡的一半；而在走路的狀態下，整個功耗也只有500W。
馬斯克和機器人團隊成員一再強調，讓機器人更省電是非常重要的設計理念，因爲特斯拉的終極目標是大規模生產人形機器人，並且在各種工業、民用場景裏投放使用，量級在百萬甚至千萬級。
下圖中藍色的是電子系統。橘色部分是電機。
先來看電子系統部分：
機器人的設計電池容量爲2.3千瓦時，電壓52V；機器人的"大腦"部分並不是真的放在腦袋裏，而是安裝在了軀幹位置(因爲這裏更加安全，並且集成度越高越省電)；
機器人在網絡連接方面支持Wi-Fi和LTE，並且包括音頻組件，都安裝在軀幹上。
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測模型，來提前預測機器人在各種姿勢下，在執行正常工作時候的表現，以及預測可能導致機器人受損(比如摔倒和遭遇攻擊)等各式各樣的情況。
然後，工程團隊對收集到的各種工況數據，通過微積分方式進行了大量的模擬，從而微調電機的工作功率，從而將能耗降到最低；另外，他們還從不同的電機數據中找到共性，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種不同的設計，顯著降低了機器人批量生產的成本。
這些電機當中，有載荷能力極強的大電機，足以輕鬆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、操作較爲精密的工具儀器等。
當然，除了用數學解決問題之外，設計師也加入了一些仿生學的設計。比如機器人的膝蓋關節分爲4個子電機，和人類膝蓋關節/韌帶構成類似。
去年馬斯克曾經說過，人形機器人的使命，是替代人類去完成危險、重複和無聊的工作。
它的初步設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，它就可以執行。公司對於擎天柱的定位是"泛用型AI機器人"，說白了就是苦力機器人。人機智慧型交流並不是它的設計能力之一。
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製造工廠裏面的工人——他們的工作確實危險、重複且無聊。
去年馬斯克還曾表示，這臺機器人不會跑的太快，"我們的設計指標是讓你可以輕鬆地不被它追上，並且有很大的機率制服它。"
"最好這種情況不會發生，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個月極短的時間裏已經取得了非常長足的進展，自己已經對團隊的成果非常滿意。
接下來幾周到幾個月的時間裏，特斯拉還會繼續組裝出更多的機器人，投入到真實的工業場景(比如特斯拉自己的加州Fremont工廠)裏進行測試，從而進一步優化設計。
令人興奮的是：這臺機器人從構思，到已經生產出可以在沒有任何外部支持(電源線、防護架等支援裝置)的基礎下，可以自由移動的原型機。
這一情況的重要性在於：儘管今天的原型機器人，距離波士頓動力的Atlas在技術上還有很大差距，特斯拉的開發速度卻明顯更快。
去年AI Day上馬斯克曾經表示，"特斯拉已經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，特斯拉終於把公司在機器人、傳感、AI等技術上的多年研發積累，從從四個輪子，轉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實現人形機器人的大規模生產。"
馬斯克指出，現在市場上的人形機器人，普遍沒有智能的大腦，並且成本太高、產量太低。
而特斯拉的長期目標，是將人形機器人的生產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爲現實，並且足夠規模化，能夠幫助到數百甚至上千萬人。"
Dojo超級計算機
從2019年，特斯拉在內部啓動了一個神祕的項目Project Dojo，開發採用自研芯片，可以無縫連接，實現超大規模分佈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的D1處理器，採用臺積電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。處理器採用了特斯拉自定義的指令集，FP32算力達到22.6TFlops，設計功率400W左右。
但是和處理器的I/O帶寬相比，算力並沒有那麼重要。這是因爲目前自動駕駛計算平臺的主要限制不是算力，而是數據傳輸，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、計算和數據傳輸，從而顯著改進自動駕駛模型的訓練性能。
去年特斯拉宣稱Dojo所採用的的D1處理器的片外帶寬遠高於谷歌TPU和其他科技公司的GPU-based分佈式計算陣列。
超高的片外帶寬尤爲關鍵，因爲對於特斯拉而言，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枚組成一個訓練模組(Training Tile)，成爲了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完成了對訓練模組的工作測試，成功運行了前特斯拉AI部門總監Andrej Kaparthy開發的minGPT模型。而在過去的一年裏，特斯拉持續對Dojo進行優化研發。
在今天的AIDay上，Dojo團隊宣稱一個訓練模組的機器學習訓練算力，足以達到6個"GPU計算盒子"，並且成本還不到"一個盒子"的水平。
這還沒完：6臺訓練模組組合爲一層，兩層疊在一起爲一個訓練矩陣(單機櫃)
再把機櫃鏈接起來，能夠形成"完全體"，也即Dojo計算集羣ExaPod，包括120個訓練模組、3000枚D1處理器，FP16算力高達1.1 EFlops。
在此之前，Dojo系統主要是服務特斯拉內部使用，比如路測數據標註、模型訓練、運行模擬以及硬件在環任務等。
但更重要的是：Dojo本質上是一個ASIC屬性的計算設備，也就可以被看作是一個通用型的神經網絡訓練設備，也是可以提供給其它機構使用的。
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……雲計算公司？