機(jī)器人,該是什么樣子?相信一千個(gè)人就會(huì)有一千個(gè)答案,《阿凡達(dá)》里的鐵甲戰(zhàn)士、或者是變形金剛這樣的鐵甲怪物;阿童木、機(jī)器貓等“萌死人”的玩偶;或者就是如許多日本影視片里所描繪的那樣,一個(gè)個(gè)外貌、語(yǔ)言甚至思維與常人無(wú)異。
從上個(gè)世紀(jì)60年代起步,全世界的機(jī)器人技術(shù)都在迅速發(fā)展。類(lèi)人程度越來(lái)越高。無(wú)可否認(rèn),機(jī)器人已經(jīng)離我們?cè)絹?lái)越近,正不斷影響著我們的生活。由于工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用,小汽車(chē)生產(chǎn)流水線(xiàn)速度大大加快,直接導(dǎo)致其價(jià)格更加低廉,轎車(chē)不斷走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。機(jī)器人自動(dòng)吸塵器等智能裝置也開(kāi)始在家電市場(chǎng)上嶄露頭角,吸引許多消費(fèi)者的目光。
對(duì)于機(jī)器人,人類(lèi)曾有過(guò)恐懼,害怕其如一些科幻電影那樣“占領(lǐng)”地球,危及人類(lèi)生存。但至少?gòu)哪壳翱?,這些還很遙遠(yuǎn)。我們要做的,是讓它們更好地造福人類(lèi)。當(dāng)然,對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),發(fā)展機(jī)器人的道路還很漫長(zhǎng)。但至少,曙光已經(jīng)顯現(xiàn)。
人工智能機(jī)器人:人機(jī)對(duì)話(huà)將成為可能
具備與人類(lèi)交談的智能電腦長(zhǎng)久以來(lái)就是科幻作品的一個(gè)重要橋段,例如科幻影片《2001太空漫游》中的電腦“哈爾”、《復(fù)仇者聯(lián)盟》中鋼鐵大亨的智能戰(zhàn)士。最近,英國(guó)阿伯丁大學(xué)啟動(dòng)了一項(xiàng)新的研究計(jì)劃,在3年內(nèi)研發(fā)出允許機(jī)器人與人類(lèi)進(jìn)行交談,甚至討論具體決定的系統(tǒng)。
對(duì)話(huà)中,操作人員可以就電腦作出的決定詢(xún)問(wèn)理由,是否存在其他選擇以及為何放棄這些選擇。研究者表示,這一系統(tǒng)允許操作人員質(zhì)疑或者否決機(jī)器人的決定。必要的時(shí)候,他們可以準(zhǔn)許電腦系統(tǒng)打破或者變通規(guī)則,以更好地利用資源或者確保安全。這種交流的最終目的是讓機(jī)器人成為人類(lèi)喜歡和信任的系統(tǒng)。這種人-機(jī)交流是雙向的,有時(shí)候,操作人員可能不喜歡機(jī)器人給出的解決方案,但機(jī)器人會(huì)說(shuō)“對(duì)不起,這是所有我能做的”。
不過(guò),在研發(fā)這種系統(tǒng)時(shí),科學(xué)家必須考慮一個(gè)重要因素,那就是確保電腦的反應(yīng)不具有危險(xiǎn)性,不粗魯和不形成對(duì)峙局面。為了解決這個(gè)問(wèn)題,研究者邀請(qǐng)一位心理學(xué)家參與研究。研究專(zhuān)家瓦斯岡薩雷斯指出與機(jī)器人交流實(shí)際上讓人類(lèi)肩負(fù)更大責(zé)任,因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)問(wèn)題,你不可能將責(zé)任歸咎于電腦。他說(shuō):“擁有權(quán)利同時(shí)也意味著責(zé)任。所有交談內(nèi)容都會(huì)記錄下來(lái),便于出錯(cuò)時(shí)追究責(zé)任。這是一個(gè)很好的副作用。”
軍事機(jī)器人:能偵察能戰(zhàn)斗能排爆
據(jù)媒體報(bào)道,美國(guó)軍方資助研發(fā)的“獵豹”機(jī)器人近日創(chuàng)造了有足機(jī)器人奔跑的最快紀(jì)錄,其奔跑時(shí)速達(dá)到了驚人的28.3英里(約合45.5公里),而相比之下,奔跑最快的人類(lèi),奧運(yùn)100米田徑冠軍,飛人博爾特創(chuàng)造世界紀(jì)錄的速度也僅為每小時(shí)27.8英里(約合44.7公里)。
“獵豹”機(jī)器人的研制方,美國(guó)波士頓動(dòng)力公司同時(shí)還在發(fā)展一系列軍用機(jī)器人,他們的工作得到了美國(guó)政府所屬研發(fā)機(jī)構(gòu)“國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局”(DARPA)的資助。人們普遍預(yù)期這種“機(jī)器動(dòng)物”未來(lái)將被用于在戰(zhàn)場(chǎng)上為軍隊(duì)輸送補(bǔ)給物資,戰(zhàn)場(chǎng)偵察,甚至?xí)恢苯优缮蠎?zhàn)場(chǎng)參加戰(zhàn)斗。
除了恐怖分子安放的炸彈外,在世界上許多戰(zhàn)亂國(guó)家中,到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如,在伊科邊境一萬(wàn)多平方公里的地區(qū)內(nèi),有16個(gè)國(guó)家制造的25萬(wàn)顆地雷,85萬(wàn)發(fā)炮彈,因此爆炸物處理機(jī)器人的需求量很大。排除爆炸物機(jī)器人有輪式的及履帶式的,它們一般體積不大,轉(zhuǎn)向靈活,便于在狹窄的地方工作,操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過(guò)無(wú)線(xiàn)電或光纜控制其活動(dòng)。機(jī)器人車(chē)上一般裝有多臺(tái)彩色攝像機(jī)用來(lái)對(duì)爆炸物進(jìn)行觀(guān)察;一個(gè)多自由度機(jī)械手,用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來(lái),并把爆炸物運(yùn)走;車(chē)上還裝有獵槍?zhuān)眉す庵甘酒髅闇?zhǔn)后,它可把爆炸物的定時(shí)裝置及引爆裝置擊毀;有的機(jī)器人還裝有高壓水槍?zhuān)梢郧懈畋ㄎ铩?/p>
家務(wù)機(jī)器人:保姆般貼心照顧
近期,日本早稻田大學(xué)研究人員推出一種新型仿人型家務(wù)機(jī)器人。它集安全性、可靠性和靈巧性于一身,專(zhuān)門(mén)為老年人、殘障人等行動(dòng)不便人士服務(wù)。
據(jù)介紹,這種機(jī)器人高1.47米,重111公斤,除了胳膊連接處和手部為紅色外,通體呈純白色。它每只手有4根手指,每只布滿(mǎn)芯片的手裝有241個(gè)壓力傳感器,靈敏度極高,甚至能用手指夾起一根吸管。
機(jī)器人還具有仿人臉的外觀(guān)。在工作時(shí),它將一名男子抱下床,與他聊天并為他準(zhǔn)備早餐。由于擁有和成年女性大小相當(dāng)?shù)撵`巧雙臂和雙手,這種機(jī)器人能夠用夾子將面包從面包機(jī)中取出而絲毫不弄碎它。
演示中,機(jī)器人道完“早上好”和“好胃口”后,它便將面包和一瓶從冰箱取來(lái)的調(diào)味番茄醬一并放在托盤(pán)中遞給他。據(jù)介紹,這種機(jī)器人能夠全方向移動(dòng),活動(dòng)范圍很大,可以自如地為人類(lèi)服務(wù)。由于它的身體靈活度高,使得手部能夠觸及地面撿起物品并擦拭地板。此外,它還具備減震緩沖功能。
工業(yè)機(jī)器人:從機(jī)械走向智能
工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。它靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。它可以接受人類(lèi)指揮,也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行,現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。
上世紀(jì)50年代末,美國(guó)在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上,采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù),研制出有通用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動(dòng)操作裝置,并將其稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人;60年代初工業(yè)機(jī)器人很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用;1969年,美國(guó)通用汽車(chē)公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成了焊接轎車(chē)車(chē)身的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。此后,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。
工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè),或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè),例如在沖壓、熱處理、焊接、機(jī)械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上以及在原子能工業(yè)等部門(mén)中,完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。
進(jìn)入本世紀(jì),工業(yè)機(jī)器人從機(jī)械走向智能,人工智能元件的加入,使得機(jī)器人可以聽(tīng)懂操作員的語(yǔ)音指令,甚至獨(dú)立開(kāi)展工作,大大降低了人力負(fù)擔(dān)。
專(zhuān)家羅慶生:我國(guó)機(jī)器人差距主要在器件與控制技術(shù)
真正的工業(yè)機(jī)器人起步于上個(gè)世紀(jì)60年代,在70至80年代得到快速發(fā)展。目前世界上機(jī)器人研發(fā)強(qiáng)國(guó)主要是日本、美國(guó)等國(guó)家。
從發(fā)展歷程上看,機(jī)器人分為三代,第一代是示教再現(xiàn)型機(jī)器人,就是人教機(jī)器人怎么做,然后機(jī)器人加以重復(fù),主要應(yīng)用于工廠(chǎng)生產(chǎn)等領(lǐng)域;第二代是普通傳感器機(jī)器人,它們有了基礎(chǔ)識(shí)別能力;第三代就是復(fù)雜的傳感器機(jī)器人。而家務(wù)機(jī)器人,在戰(zhàn)場(chǎng)上的反恐機(jī)器人等由于需要自主完成一些工作,就屬于第三代復(fù)雜的傳感器機(jī)器人,也就是大家所說(shuō)的智能機(jī)器人了。
我國(guó)的機(jī)器人研究起步于70年代,最近10年來(lái)發(fā)展非??臁R呀?jīng)明顯和國(guó)外縮短了差距。目前,我國(guó)機(jī)器人與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比,第一、第二代機(jī)器人差距主要體現(xiàn)在電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等器件上,關(guān)鍵零部件技術(shù)水平不高,質(zhì)量壽命較差等,這些零部件仍然依賴(lài)進(jìn)口。而第三代機(jī)器人的差距主要就是控制技術(shù)和智能技術(shù)。這需要全體機(jī)器人研究者一起努力。