全身控制

全身控制是一種指揮多關節機器人的方式——比如一台有兩條手臂、兩條腿和一個軀幹的人形機器人——它讓所有這些關節像一支隊伍那樣協同配合，同時完成好幾件事。你不必逐個告訴每個關節該怎麼動，而是用樸素的目標來告訴機器人你想要什麼：保持平衡、去夠那個杯子、把視線穩住、別在桌子上壓得太用力。控制器隨後每秒求解許多次，算出那一組最能同時滿足所有這些目標的關節指令。可以把它想像成一個人去夠高處的架子：你的腿、胯、背和肩會自動同時調整，這樣你的手往上伸時身體才不會摔倒。

之所以必須一次性求解，是因為機器人的各項任務在爭搶同一個身體。向前夠得太遠會讓機器人的重心偏移，從而威脅平衡；轉頭對腳沒有任何影響，卻徹底改變了攝影機的朝向。全身控制器把每個目標都當作一項任務，算出能同時為它們服務的關節運動和力，並在這一過程中始終尊重那些硬性極限——關節只能彎到一定角度，馬達只能使出一定的力，腳也絕不能打滑。它的做法是在每個控制週期裡搭建並求解一個小小的最佳化問題，追問在同一瞬間，哪一組指令最能兼顧所有這些請求。

尤為關鍵的是，這些目標通常按優先級排序，因為它們不可能同時被完美滿足。保持平衡、別把自己的手臂弄斷，排在最上面；準確夠到目標點排在其次；動作好不好看排在最後。帶優先級的全身控制器先滿足高優先級的任務，再用剩下的自由度去追求較低的那些，於是人形機器人即便要為此讓手離杯子差了一厘米，也能穩住自己的腳跟。正是這一點，讓腿式機器人能夠一邊在碎石堆上行走、一邊搬運重物、一邊穩住身體，而不必把這些事一件一件地分開來做。