侯小橋

智能玩具的發(fā)展歷史較短,即使在日本及歐美的成熟市場上也沒有非常明確類別劃分。本文嘗試從兩個不同角度來進行分類的探討。首先是從玩具的使用方法上,可分為組裝好的成品玩具和需要使用者自己動手完成裝配的動手裝配型玩具。再者,從應用智能技術(shù)的不同目的上來看,組裝好的成品玩具中又可以分為模擬動物行為的電子寵物型,和帶有一定服務性質(zhì)的個人陪伴型。

首先是動手裝配型的智能玩具。動手裝配型智能積木機器人是一種DIY式的科技玩具,需要玩家具備一些基礎(chǔ)的電腦編程專業(yè)技能與電子裝配的操作能力,是一種開發(fā)型的科技玩教具?？删幊淌街悄芊e木機器人的同類產(chǎn)品,在國內(nèi)市場較為罕見。無論給成人還是兒童設(shè)計的,所有機器人套裝都應為用戶提供制作機器人拼裝模塊以及組裝方法。在裝配機器人的過程中,向用戶展示了有關(guān)機器人的組成、工作原理以及機器人變成等方面的基本知識。機器人組裝完成后,有的機器人只能執(zhí)行預先固化好的程序任務,而有的則能根據(jù)用戶在斯基輸入的程序完成不同的工作。

套裝的出現(xiàn)拉近了一半玩具與尖端技術(shù)之間的距離。有的機器人套裝很便宜,能讓發(fā)燒友門盡情發(fā)揮他們的興趣和想象力;另一些機器人套裝雖然較貴,但其技術(shù)含量更高,讓使用者接觸到了高級智能機器人的入門知識。所以要的智能玩具套裝都具有教育功能,不過在制作和操作機器人的過程中獲得樂趣也是其中功能之一。

套裝也有不同也分有不同的級別層次。簡單的機器人制作套裝,如市場上多見的很多的機器手套裝,或一種名為CAM的不行機器人套裝,他們僅能展示運動及其平衡的復雜性。但更高級的套裝,如Dr.Robot的HR-6,則屬于tongeijiqiren中的高端產(chǎn)品,他們能完成復雜的行走、談話、下棋,甚至網(wǎng)上沖浪等任務。

樂高公司以前以制造傳統(tǒng)拼裝玩具為主,現(xiàn)在也進入了智能玩具領(lǐng)域。“頭腦風暴”智能玩具套裝就是最受歡迎之一。樂高生產(chǎn)的系列機器人套裝主要針對兒童市場,他們采用了樂高玩具原有的拼裝風格,可以組裝成一個具有智能的機器人。樂高的“機器特工“(Spybotics)套裝還為其使用者提供了一個網(wǎng)上交流平臺,通過該網(wǎng)絡(luò)可以下載各種故事、、探險任務以及秘密使命,這種方式不僅有趣,還教會了使用者一些基本的網(wǎng)絡(luò)知識。

然而,無論什么層次的機器人套裝,他們都能帶給制作者自己動手的樂趣。即使用最簡單的套裝拼裝出的機器人也能模仿一些基本的生物行為,如機器猴子、機器老鼠、機器蟲子,甚至能品裝出一些建議的人形機器人。這些人形機器人利用一系列傳感器就能相應聲音和觸摸,或者跟蹤光線,或沿著房間的墻面行走。事實上,這些簡單的機器人套裝剛面世的時候,正是公眾對機器人興趣日漸濃厚的時期,而且當時還有很多業(yè)余團體在組織國際機器人比賽。

有些更復雜的機器人套裝,還表現(xiàn)出一些初級的機器人智能。通過某些輔助配件,還能為這些機器人升級,增強他們的智能功能。

電子寵物是智能玩具的另一個重要分支。1939年在紐約的世博會上展出了一只名叫SPARKY的機器狗,從那時起人們開始對機器動物著迷起來。現(xiàn)在,人工智能技術(shù)已經(jīng)使得電子寵物具有了一些真實動物的智能和個性。

真的寵物需要人非常精心地照顧,而機器寵物僅僅需要一塊可以維持他們行動的電池,因此他們成為了人們新一代的伙伴。20世紀90年代中期,會鳴叫的電子娃娃Furbies首先問世,隨后又出現(xiàn)了多款類似的玩具,但直到世紀之交,日本索尼公司推出了一款名叫“愛寶”(AIBO)的機器狗,人們才相信電子寵物不僅僅是一些逗小孩子玩的小把戲,它也能成為吸引普通大眾的智能型伙伴。如今市場上有多種機器狗產(chǎn)品,而且還有大量的機器貓和它們?yōu)榘?。索尼公司的機器狗是一款針對成年人的高級設(shè)備,但今天有相當一部分電子寵物寵物仍然延續(xù)了20世紀50年代以來的大眾玩具路線,成為普通人買得起的玩具,不同之處在于這些最新的玩具里面包含了日益進步的人工智能技術(shù)。

對于機器人運動結(jié)構(gòu)的研究可追溯到14世紀,而且還產(chǎn)生了很多的自動動物裝置。這些裝置中既有從簡單的時鐘機構(gòu)演變而來,供人娛樂的玩偶,也有靠陀螺儀實現(xiàn)平衡的機器。1971年計算機微處理器面世,他極大地促進了機器動物玩具業(yè)在20世紀70年代到80年代的快速發(fā)展,而傳感器、電機和其他電子器件的小型化也起到了同樣的促進作用。個人電腦的出現(xiàn)又導致了用戶可編程機器人的發(fā)展?，F(xiàn)在,高級機器人已經(jīng)可以獨立的行走和跑步,而其中的部分技術(shù)已經(jīng)應用到價廉物美的電子寵物上。電子寵物及低價個人機器人的市場爆發(fā),其中主要動力是日本的一些大公司,如索尼電子公司和本田汽車公司,他們參與了一系列家用機器人的研究開發(fā)。這些公司在人力物力上的大量投資葉韻試著個人機器人以及機器寵物將會有個美好的未來。

Thomas Edison早在1886年就設(shè)計了會說話的洋娃娃,然而直到一個多世紀后的今天,電子寵物才可以同他們的主人進行真實的交流,而不是簡單的播放錄音。實際上,電子寵物能成功的關(guān)鍵在于它對外部刺激的反應能力?，F(xiàn)在,大多數(shù)的電子寵物都可以借助能檢測運動、光和聲的傳感器與他們的主人進行交流,其中一些還可以根據(jù)主人對的訓練形成他們獨特的個性。雖然電子寵物可能還不如真的寵物那樣惹人疼愛,但他們完全能模仿真是動物的動作,甚至模仿他們的叫聲,再加上他們所具有的可愛外表,電子寵物正在成為愛心人士的忠誠伙伴。圖2-3為日本東京的一名工作人員在展示外形為狗、貓、小熊和熊貓的微型電子寵物玩具。這些玩具裝備了光學和觸覺感應器,能夠跟隨目標,躲避障礙而且相互之間能通過紅外線傳感器溝通,并進行合唱。

個人陪伴型智能玩具是另一個發(fā)展的新方向。以個人陪伴為設(shè)計訴求的智能玩具有很多種,適合不同的使用者的年齡。其中市場上常見技術(shù)含量較低的智能玩具大都是為兒童設(shè)計益智智能玩具的,價格不高,大都在幾十元到幾百元不等。這個層次的陪伴型玩具主要以補充兒童的早期認知教育為設(shè)計目標,外形大都以傳統(tǒng)的娃娃,流行的卡通角色為主。功能上除了基本的錄音、講故事和鬧鐘外,高級一些的產(chǎn)品還可以與電信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互動,包括語音內(nèi)容下載、操作指令更新、時間同步等,使玩具更具個性化。

除了孩子需要啟蒙和陪伴,在現(xiàn)代社會中,越來越多的成年人也樂于在生活中擁有一位智能伙伴。隨著技術(shù)的不斷進步發(fā)展,目前多種類機器人的智能玩具已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化,雖然這一部分的產(chǎn)品因為技術(shù)成本較高,售價多在一千到數(shù)千元不等。但由于此類玩具的高靈敏反應和情緒表現(xiàn)的合理設(shè)計,還是受到高收入階層的歡迎和爭相購買。比如日本NEC公司生產(chǎn)的智能玩具機器人PaPeRo。它長著一副天真小巧的面容,但卻擁有非常高的智商,能識別650條短于以及3000個詞匯,他還會遙控電視和其他家用電器;另外,人還可以通過互聯(lián)網(wǎng)對它實施遠程操作。然而PaPeRo最初的設(shè)計目的還是為了使人心情放輕松,它的傳感器能區(qū)分出人是再撫愛它還是打它,而且能感受到自己是否被人抱起來。

一些高級的陪伴型智能玩具機器人可以承擔一些照顧人的任務,比如提供遠程醫(yī)療保健指導,或者僅僅充當人們消愁解悶的伙伴。而像“牛若丸”(Wakamaru)、“機器人博士”(Dr.Robot)、“納沃”(Nuvo)、“庫里奧”(QRIO)這些更高級的智能玩具機器人,他們不僅能擔任娛樂伙伴和居室保安,還能根據(jù)主人的語音指令上網(wǎng)沖浪,并將視頻圖像通過電子郵件發(fā)送到主人的移動電話上。另一些智能玩具則能像真人一樣唱歌、跳舞、走路、跑步。而有的機器人,如川田公司的HRP-2,甚至還能摔倒后自己從地上爬起來?，F(xiàn)在,能像人一樣行走和說話的新一代智能玩具已經(jīng)問世了?？梢灶A見,越來越多的智能玩具將會來到家里以及公共場所里為我們服務,而且每個智能玩具都會憑借網(wǎng)絡(luò)的速度從他們前輩那里學到大量知識和經(jīng)驗。

我國的玩具業(yè)近年來無論在產(chǎn)值,還是在出口創(chuàng)匯的增長方面都已有了不俗的表現(xiàn),已經(jīng)成為世界玩具生產(chǎn)和出口大國。智能玩具的產(chǎn)量也在增加,但大都屬于針對兒童生產(chǎn)的益智認知類的陪伴型玩具,其交互技術(shù)含量較低,外形也接近傳統(tǒng)的布娃娃和卡通絨毛玩具,缺乏新意。其主要表現(xiàn)是玩具業(yè)還未走出兒童天地,絕大多數(shù)玩具生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)面狹窄,智能玩具市場上針對成人設(shè)計的玩具寥寥無幾。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,和兒童消費群體相比,成年消費群體更具購買高檔玩具的經(jīng)濟實力。尤其是受教育程度較高,職業(yè)收入較高的白領(lǐng)階層。白領(lǐng)階層也是各種個人電子產(chǎn)品的熱門消費群體,對智能玩具的欣賞和接受能力也會很高。

毫無疑問,智能玩具今后的發(fā)展防線將主要在于性能的提升,既變的體積更小、速度更快、走得更遠,同時其外形也正變得和我們?nèi)祟惛鼮橄嗨?他們的臉會微笑,眉頭會皺,會表達喜怒哀樂,也會與人交談,而且他們的手會更加靈活和精確,能完成很多精細的作業(yè)。不要認為上述技術(shù)進展只是虛構(gòu)的劇本,事實表明,與具有人形的機器一起生活會讓人感覺更加舒服,而且這些機器所具有的高精度和可靠性也是我們?nèi)祟愃枰摹?/p>

不要小看現(xiàn)在的智能玩具,我們完全可以從中看出未來的高級智能玩具將如何發(fā)展。外表從純機器到人型化的可預見的漸變,其實他們只是其內(nèi)部大規(guī)模質(zhì)變的外部表象。技術(shù)的普及使我們早已熟悉了各種自動化操作,還有低成本、高性能的計算,其實這兩者的結(jié)合就為我們勾畫了未來機器人發(fā)展的清晰輪廓,即同時擁有高超的操作技巧和高級計算智能的人形機器人。今天我們已經(jīng)擁有了因特網(wǎng)、移動數(shù)字通訊以及共享開發(fā)資源的操作系統(tǒng),這些技術(shù)進步無不拉近了地球上人與人之間的距離,使相隔千里的人們更容易開展項目合作,分析彼此間的技術(shù)和知識。