機(jī)器人不能是傻冒，

 

　　也不能動(dòng)不動(dòng)就栽噴泉里。

 

　　人類社會(huì)正經(jīng)歷一場影響深遠(yuǎn)的技術(shù)重構(gòu)。曾經(jīng)只在科幻作品中嬉戲的機(jī)器，已經(jīng)開始滲透我們的生活。即使你還沒有機(jī)器人工友，那樣的未來也不遠(yuǎn)了。自動(dòng)駕駛汽車志在變革我們的馬路。第一批真正的高級(jí)機(jī)器人已經(jīng)在醫(yī)院、建筑工地乃至沃爾瑪干上活了。

　　但自動(dòng)化革命的背后隱藏著堆積如山的難題。樂觀一點(diǎn)，也可以說是挑戰(zhàn)。對(duì)此，一個(gè)機(jī)器人學(xué)家小組在《科學(xué)》子刊《機(jī)器人學(xué)》上發(fā)文，列出了機(jī)器人發(fā)展面臨的十大挑戰(zhàn)，涉及眾多領(lǐng)域：來自電氣工程的新發(fā)動(dòng)機(jī)，來自材料科學(xué)的新材料，乃至社會(huì)科學(xué)的倫理準(zhǔn)則。機(jī)器人革命的確切走向并不明朗，但可以肯定的是，一大批學(xué)科都將受到?jīng)_擊。

 

　　“我們想以這篇文章，作為如此多樣的一個(gè)研究領(lǐng)域的切入點(diǎn)，讓大家一起來拓展思路，”文章第一作者、帝國理工學(xué)院機(jī)器人學(xué)家楊廣中表示。

 

　　硬件

 

　　我們不妨從硬件說起。專家組并不擔(dān)心機(jī)器人具體類型的問題，比如類人機(jī)器人或協(xié)作型機(jī)器人。“這是有意為之，”楊廣中說，“因?yàn)橛袝r(shí)候，我們過度關(guān)注具體形式，而不去從根本上思考如何另辟蹊徑，如何向大自然學(xué)習(xí)，如何使用新材料。”

 

　　大部分機(jī)器人都還是一副呆傻、面無表情的模樣，說話也有些困難。但這種情況已經(jīng)開始改變。比如，有的機(jī)器人形象越來越萌。在「軟機(jī)器人」這個(gè)名稱頗為形象的領(lǐng)域，工程師正在開發(fā)一種柔軟的機(jī)器人，比如靠流動(dòng)的油來改變形狀。這樣的機(jī)器人使用時(shí)，會(huì)安全很多。但首先，工程師們必須攻克一些難關(guān)，比如被刺破后，軟機(jī)器人該如何自我修復(fù)。目前，只有一種軟機(jī)器手能辦到，但前提是讓人熱敷40分鐘。理想情況是，在室溫之下，機(jī)器人就能進(jìn)行自我修復(fù)。

　　「章魚機(jī)器人」開啟了軟體新時(shí)代

 

　　將經(jīng)過自然界檢驗(yàn)的靈感借鑒過來，這個(gè)過程稱為生物擬態(tài)（biomimicry）。在生物擬態(tài)領(lǐng)域，自我修復(fù)尤為重要。比如，要復(fù)制人手，你就需要一種觸感良好的軟性材料，但受損之后要能自我修復(fù)。這還沒完：手是一種復(fù)雜至極的工具，滿是肌肉、肌腱和小塊的骨頭。如何將其復(fù)制過來，讓機(jī)器手像人手一樣靈動(dòng)自如？依樣畫葫蘆看來行不通。所以，難點(diǎn)就在于，如何避開這種復(fù)雜性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)堪比人手的靈巧性。

 

　　生物擬態(tài)的另一個(gè)范例是機(jī)器人“Cassie”。它看上去就是兩條腿，像一只沒有身體的鳥。最有意思的地方是，Cassie的創(chuàng)造者并沒有說：“好啊，就按照鳥腿的樣子，復(fù)制一對(duì)出來。”而是通過計(jì)算，得出效率最高的解決方案，所得的結(jié)果恰好類似于鳥腿。但復(fù)制自然，尤其是制造類人機(jī)器人的挑戰(zhàn)是，還得同時(shí)復(fù)制生物體無可比擬的能效。如果你想模擬出螞蟻大小的機(jī)器人，并用傳統(tǒng)電機(jī)，也就是超級(jí)笨重的執(zhí)行器來驅(qū)動(dòng)它，那我只能祝你好運(yùn)。

 

　　一個(gè)解決辦法是，把機(jī)器人看成一個(gè)分布式整體的一部分，而不是自成一體的執(zhí)行者。比如，微型機(jī)器人合力建造復(fù)雜建筑，或是農(nóng)業(yè)機(jī)器人協(xié)作收割作物。這樣一來，我們就得想辦法設(shè)計(jì)只有幾厘米長的機(jī)器人。

 

　　軟件

 

　　當(dāng)然，要構(gòu)建互聯(lián)的微型機(jī)器人，你還要開發(fā)相應(yīng)的算法，協(xié)調(diào)成百上千臺(tái)機(jī)器，這就涉及到機(jī)器人學(xué)在軟件領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)。在純粹的數(shù)字世界內(nèi)，AI正大步邁進(jìn)，但具體實(shí)施又是另一回事。

 

　　舉個(gè)例子，算法可以通過自學(xué)，迅速掌握某些技能，比如經(jīng)過不斷試錯(cuò)，學(xué)會(huì)辨認(rèn)物體，這個(gè)過程被稱為強(qiáng)化學(xué)習(xí)。但讓機(jī)器人親自動(dòng)手，嘗試幼兒游戲呢？相較于純粹的虛擬計(jì)算，這個(gè)試錯(cuò)過程就漫長多了。因此，未來的難題就是讓機(jī)器人操控現(xiàn)實(shí)世界中的新奇物件。

 

　　隨著光達(dá)（lidar）等傳感器的性能不斷提升，價(jià)格也日益減低，在上述方面，機(jī)器人已經(jīng)取得長足的進(jìn)步。但它們還是經(jīng)常性地掉進(jìn)噴泉，或差點(diǎn)在人行道上碾到一條狗。因此，這方面還有待提高。

 

　　美國一安保機(jī)器人沖到了噴泉池中

　　這還沒說到人機(jī)共處呢。機(jī)器人面臨的最有意思的挑戰(zhàn)或許涉及到人機(jī)互動(dòng)方式。這看似簡單：要相互避讓，機(jī)器人摔倒要幫忙扶起來，諸如此類……但也會(huì)一下子變得十分棘手。比如去年，一個(gè)安保機(jī)器人就遇上了麻煩，它被指在舊金山騷擾流浪漢。

 

　　那么在情感上和實(shí)際互動(dòng)中，我們和機(jī)器之間應(yīng)該是什么關(guān)系？要是生產(chǎn)商利用這些關(guān)系，說服兒童不斷購買越來越高級(jí)的玩具機(jī)器人，我們?cè)撛趺崔k？如果機(jī)器人沒有回應(yīng)愛的能力，你會(huì)真心待它嗎？從倫理角度看，機(jī)器人的未來不免令人困惑。

 

　　當(dāng)然，大部分的人機(jī)互動(dòng)都是無害的，也會(huì)成為很多產(chǎn)業(yè)的常態(tài)。有的機(jī)器人，比如達(dá)芬奇系統(tǒng)，已經(jīng)開始與外科醫(yī)生并肩作戰(zhàn)。但將來的挑戰(zhàn)在于，隨著機(jī)器人日益接手縫合傷口等枯燥型任務(wù)，越來越多的責(zé)任將被交到機(jī)器人手中。到那時(shí)，人機(jī)互動(dòng)就真的成了一場微妙的舞蹈，外科醫(yī)生與機(jī)器人并肩工作，互不干擾。

 

　　達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)

　　真要說起來，在不遠(yuǎn)的將來，誰又能跟機(jī)器人學(xué)脫得了干系？“看看這十大挑戰(zhàn)，”楊廣中說，“有來自材料科學(xué)的材料、來自電氣工程的電力、來自計(jì)算科學(xué)的導(dǎo)航控制、來自生物學(xué)的硬件系統(tǒng)。”還有倫理學(xué)家、神經(jīng)科學(xué)家、腦機(jī)接口，以及安全專家防止你的類人機(jī)器人被黑后大鬧一場……這越來越像是每個(gè)人的家務(wù)事了。