隨著智能化水平的不斷提高，機(jī)器人正在不斷向人類接近，能通過各種“感官”甚至“思維”來應(yīng)對這個世界。然而，就像人類的自主行為需要依托高度智慧的大腦一樣，機(jī)器人的智能化、類人化同樣需要一顆“智慧大腦”。
在中科院自動化所，為機(jī)器人配備“智慧大腦”的研究工作已開展多年。讓機(jī)器人像人類一樣思考，一直是科幻文學(xué)作品的熱門題材。而中科院自動化所的科研人員，正努力把這個想象中的圖景變?yōu)楝F(xiàn)實。
挑戰(zhàn)“類人智能”
多年來，面向智能制造，面向新興產(chǎn)業(yè)，中科院自動化所在智能機(jī)器人與智能裝備的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化方面取得長足的發(fā)展。目前，該所正繼續(xù)深化類人腦工程規(guī)劃，探索智能機(jī)器人的高度智能化、類人化，力爭促進(jìn)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)取得跨越發(fā)展。
在類人腦工程總體部腦神經(jīng)計算實驗室，記者看到一個機(jī)器人正進(jìn)行數(shù)列識別與推理。在寫有1、4、7，2、5、？，3、6、9的矩陣中，機(jī)器人經(jīng)一番“思考”，準(zhǔn)確判斷出“？”處應(yīng)有的數(shù)字為8。
中科院自動化所類人腦工程總體部副研究員曾毅向記者介紹說，與傳統(tǒng)人工智能系統(tǒng)不同的是，這個機(jī)器人擁有的大腦是一個多腦區(qū)協(xié)同的“類人大腦”，采用的推理模式在處理機(jī)制上也更接近人腦。
“智能是機(jī)器人研發(fā)的戰(zhàn)略制高點。”曾毅表示，簡單地說，人工智能就是讓機(jī)器人會看、會聽、會說、能學(xué)、能想、能動。如何將這些多通道信息處理的能力交互式協(xié)同起來，對機(jī)器人研究來說仍是一個尚未解決的科學(xué)難題。
為此，曾毅和同事構(gòu)想能否開發(fā)一種大腦模擬器，以此啟發(fā)未來人工智能機(jī)器人的發(fā)展。如今，他們已建立小貓部分視皮層的方向選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬系統(tǒng)、小鼠的記憶模擬系統(tǒng)，其中包括對不同腦區(qū)、不同類型神經(jīng)元形態(tài)和工作模式的建模與模擬。未來，他們還將逐步構(gòu)建與人類大腦相似的機(jī)器大腦。
“機(jī)器人未來的發(fā)展在很大程度上取決于我們在多尺度上認(rèn)識人類大腦、模擬人類大腦。”曾毅表示，“如果我們想引領(lǐng)人工智能的發(fā)展，在國際上占據(jù)學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)制高點，就應(yīng)發(fā)展類人腦智能技術(shù)，為應(yīng)對機(jī)器人革命奠定堅實基礎(chǔ)。”
引領(lǐng)新興產(chǎn)業(yè)
手術(shù)導(dǎo)航機(jī)器人、智能醫(yī)療機(jī)器人、仿真機(jī)器魚、乒乓球機(jī)器人、助老機(jī)器人……日前，在中科院自動化所見識了該所研發(fā)的“機(jī)器人十三釵”。
在剛剛啟動實施的中科院“率先行動”計劃中，中科院自動化所將圍繞國家重大需求開展智能機(jī)器人研發(fā)。據(jù)中科院自動化所重大項目處處長郝銀星介紹，自動化所研發(fā)的智能機(jī)器人已應(yīng)用在工業(yè)、健康和服務(wù)等新興產(chǎn)業(yè)中，正發(fā)揮著引領(lǐng)作用。
例如，該所近年來成功研發(fā)出“大型裝備機(jī)器人自動噴涂系統(tǒng)”。這是一種可在很短時間內(nèi)完成大型裝備上噴涂給定圖案的機(jī)器人系統(tǒng)，是機(jī)器人自動編程技術(shù)的一種成功應(yīng)用，也是國內(nèi)第一套同類系統(tǒng)。
在多款焊接機(jī)器人系統(tǒng)的研制中，研究人員則獲得無標(biāo)定視覺控制、宏/微運動控制、焊縫狀態(tài)實時視覺檢測、初始點的自動定位、焊縫實時糾偏等關(guān)鍵技術(shù)的突破。目前，薄板自動焊接機(jī)器人已在集裝箱制造行業(yè)銷售30余套。
同時，由自動化所成功研制的國內(nèi)首臺乳腺癌早期臨床檢測設(shè)備——光學(xué)分子影像手術(shù)導(dǎo)航機(jī)器人，在中國人民解放軍總醫(yī)院等國內(nèi)多家醫(yī)院開展臨床應(yīng)用，并已成功診治百余例乳腺癌患者，實現(xiàn)了光學(xué)分子影像技術(shù)在臨床應(yīng)用中的重大突破。
助老智能機(jī)器人則是自動化所在服務(wù)領(lǐng)域開展智能機(jī)器人研究的成果之一。該類機(jī)器人不僅能依賴視覺、超聲、陀螺儀等多種傳感器自主運動、回避障礙，還能解決室內(nèi)定位問題，了解自己在哪里、去哪里，完成路徑規(guī)劃任務(wù)。
占領(lǐng)下一代技術(shù)高點
中科院自動化所成立于1956年10月，是我國最早成立的國立自動化研究機(jī)構(gòu)。建所初期，自動化所開拓了我國的控制科學(xué)，為“兩彈一星”作出了歷史性貢獻(xiàn)。上世紀(jì)70年代以來，自動化所又開創(chuàng)了我國模式識別智能信息處理的新領(lǐng)域。
依托復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室和模式識別國家重點實驗室，中科院自動化所在泛在和精密感知的海量信息智能處理與復(fù)雜系統(tǒng)智能控制等領(lǐng)域深入開展基礎(chǔ)理論研究。該所科技處處長楊鑫介紹說，多年來科研人員重點突破了精密測量與協(xié)同感知、復(fù)雜系統(tǒng)精密建模與控制等方面的新理論、新方法，全面提升了在極端條件和苛刻性能約束下的精密感知與有效控制能力。
中科院自動化所所長王東琳在接受采訪時表示：“在‘率先行動’計劃的實施過程中，研究所將深化體制機(jī)制改革，大力推進(jìn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合，有效支撐創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，力爭早日實現(xiàn)我國智能機(jī)器人領(lǐng)域的跨越發(fā)展，占領(lǐng)下一代自動化技術(shù)的制高點。”
