研用結(jié)合的突破：在真實(shí)或接近真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境中測(cè)試

 

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，“基于用例的測(cè)試”就是將機(jī)器人放到真實(shí)或接近真實(shí)的環(huán)境中，讓它們完成真實(shí)世界中存在的任務(wù)，通過(guò)對(duì)其完成度的檢驗(yàn)，測(cè)試參賽機(jī)器人的系統(tǒng)性能。比如服務(wù)機(jī)器人測(cè)試，就是看其在家庭環(huán)境中，是否能完成倒水等家務(wù)勞動(dòng)等任務(wù)；救災(zāi)機(jī)器人測(cè)試，就是看它們?cè)谀M的地震、爆炸、火災(zāi)等環(huán)境中，能否成功找到被困人員。

 

　　在RoboCup機(jī)器人世界杯中，各項(xiàng)比賽都采用這一評(píng)價(jià)方法。這些任務(wù)的完成情況，主要取決于相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)水平?；仡櫄v屆大賽，應(yīng)該說(shuō)比賽應(yīng)用環(huán)境的設(shè)置正逐年向真實(shí)環(huán)境靠攏，任務(wù)的難度也逐年提高，越來(lái)越接近真實(shí)應(yīng)用。例如，本屆大賽中“家庭服務(wù)機(jī)器人”項(xiàng)目，包含大約10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，所有測(cè)試都在簡(jiǎn)化的家庭環(huán)境，或者真實(shí)的超市、餐館中進(jìn)行。測(cè)試任務(wù)包括常規(guī)的室內(nèi)服務(wù)（如端茶倒水、清理房間）和緊急情況（如失火）下的人員救助。能否完成測(cè)試任務(wù)，涉及一些前沿技術(shù)的研發(fā)。比如“緊急救助”測(cè)試，要求機(jī)器人能夠?qū)τ脩舻淖藨B(tài)和行為進(jìn)行識(shí)別。這是國(guó)際機(jī)器人前沿研究中的一個(gè)新課題，目前還沒(méi)有成熟技術(shù)。

 

　　與學(xué)術(shù)論文中的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)相比，“基于用例的測(cè)試”有四個(gè)主要區(qū)別。第一，學(xué)術(shù)論文中的實(shí)驗(yàn)對(duì)象通常是某一個(gè)具體的方法、算法或理論模型等，而不是整機(jī)。第二，論文使用的測(cè)試數(shù)據(jù)通常是事先收集整理的，而不是直接在真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景中由機(jī)器人自身獲得的。第三，論文中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是由論文作者制定的，而“用例”的設(shè)計(jì)是由第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)專門(mén)研究制定的。這在RoboCup機(jī)器人世界杯各個(gè)項(xiàng)目的比賽中表現(xiàn)為一套詳盡的規(guī)則。第四，相對(duì)于論文評(píng)審和項(xiàng)目驗(yàn)收等傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式而言，成果評(píng)價(jià)的客觀性得到了有效的提高。

 

　　歸結(jié)起來(lái)，“基于用例的測(cè)試”是依據(jù)第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)制定的統(tǒng)一的測(cè)試準(zhǔn)則，在真實(shí)或接近真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境中，測(cè)試真實(shí)用戶任務(wù)的完成情況，對(duì)機(jī)器人整機(jī)進(jìn)行客觀的大規(guī)模對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

 

　　近年來(lái)，國(guó)家自然科學(xué)基金委組織的智能車(chē)大賽、美國(guó)國(guó)防部高級(jí)計(jì)劃局組織的無(wú)人車(chē)沙漠越野賽和機(jī)器人挑戰(zhàn)賽等，都采用這種方式作為成果評(píng)價(jià)體系，并取得了顯著效果。這種測(cè)試方法也是國(guó)外許多機(jī)器人公司的選擇。在本屆機(jī)器人世界杯產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上，德國(guó)庫(kù)卡機(jī)器人公司研發(fā)總監(jiān)、歐洲機(jī)器人聯(lián)合會(huì)副主席比斯喬夫介紹了庫(kù)卡公司將“基于用例的測(cè)試”作為創(chuàng)新研發(fā)重要手段的做法和意義。目前全球最大的服務(wù)機(jī)器人廠商Aldebaran，是另一個(gè)“基于用例的測(cè)試”的受益者。該公司為RoboCup機(jī)器人世界杯“標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)組”提供硬件平臺(tái)，根據(jù)參賽隊(duì)連續(xù)多年的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)，大大加快了產(chǎn)品研發(fā)與推廣。

 

　　長(zhǎng)期以來(lái)，科研與應(yīng)用之間的嚴(yán)重脫節(jié)是我國(guó)科技成果轉(zhuǎn)化的“老大難”，嚴(yán)重阻礙了國(guó)家創(chuàng)新戰(zhàn)略的有效實(shí)施。在機(jī)器人研究現(xiàn)階段，在我國(guó)現(xiàn)有科研評(píng)價(jià)體系下，論文中的科研成果絕大多數(shù)與實(shí)際應(yīng)用之間存在很大距離，需要漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。可是，這個(gè)關(guān)鍵過(guò)程在國(guó)內(nèi)幾乎無(wú)人問(wèn)津，已成為我國(guó)科研成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化的最大瓶頸之一。

 

　　“基于用例的測(cè)試”是科研成果（包括論文和專利成果）向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的一條快車(chē)道。經(jīng)過(guò)“基于用例的測(cè)試”所獲得的成果，與論文中的成果相比，大大縮短了與實(shí)際應(yīng)用之間的距離，轉(zhuǎn)化難度和轉(zhuǎn)化所需的投入都大大降低了。筆者建議，在機(jī)器人及相關(guān)領(lǐng)域中更大范圍、更大力度地開(kāi)展“基于用例的測(cè)試”，并在科研評(píng)價(jià)體系中設(shè)置相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，作為論文和專利兩個(gè)傳統(tǒng)指標(biāo)的重要補(bǔ)充。同時(shí)，可以此為切入點(diǎn)，嘗試突破成果轉(zhuǎn)化瓶頸的新途徑。相信這對(duì)于落實(shí)國(guó)家機(jī)器人創(chuàng)新戰(zhàn)略，將是一種有益的探索。