張臣雄

機器人將成為下一個重要的產(chǎn)業(yè)，這是比爾·蓋茨在十幾年前就做了預(yù)測的。

雖然機器人在科幻電影里早就出現(xiàn)，但是在機器人開始研發(fā)的階段，大部分是把用于工業(yè)自動化的“機器手”叫做機器人，例如在汽車工業(yè)里的車輛自動裝配生產(chǎn)線。

真正“類似于人”的機器人（或叫“人形機器人”），直到最近幾年才引起廣泛議論。這是因為隨著智能手機、智能硬件研發(fā)的迅猛發(fā)展，通信技術(shù)、半導(dǎo)體芯片、軟件、人工智能、視頻技術(shù)、傳感器技術(shù)的飛速進步，給“人形機器人”的誕生及產(chǎn)業(yè)化奠定了扎實的基礎(chǔ)。

機器人技術(shù)正在快速發(fā)展

讓我們回顧一下20世紀(jì)發(fā)展起來的制造業(yè)“批量生產(chǎn)”方法，即通過具備各種工具和機器的工廠，大量生產(chǎn)一模一樣的某個產(chǎn)品。

開始的時候，這些機器都是需要人來操作的“笨”機器。但是到后來出現(xiàn)了計算機之后，情況就發(fā)生了變化。這給人們帶來了新的機會，可以把機器變得“聰明”起來，可以按照人們的要求編制程序，來完成各種各樣繁雜的任務(wù)，也可以完成小批量定制化生產(chǎn)。20世紀(jì)60年代之后，這樣的數(shù)控機床或者是工業(yè)機器人，在大型工廠的流水線上得到了廣泛應(yīng)用。

按照統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前全球大概有150萬臺這樣的工業(yè)機器人，到2017年底可達到200萬臺。這些工業(yè)機器人可以幫助企業(yè)流水線裝配汽車或電子產(chǎn)品、在車間和倉庫搬運物品、幫助醫(yī)生做外科手術(shù)等。它們可以在人類不能適應(yīng)的環(huán)境中工作，大大解放了勞動力。

機器人如果用到了家里，它將不像現(xiàn)在已經(jīng)商品化的掃地機器人那么簡單，而會發(fā)揮更多的為人服務(wù)作用。我們需要把機器人提升到具有情感的級別，做到與機器人更通暢地溝通和交流。例如，在工廠里的機器人只需與產(chǎn)品打交道，“一心一意”完成單個任務(wù)就行了；而在家里的機器人，則需要隨時與人打交道，隨時響應(yīng)人的需求。

日本研究機器人的莫里教授，在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，機器人的外形不能像一部冷冰冰的機器或者一部設(shè)備，要做得盡可能像人，才會使人感到有親切感。這就首先需要我們用硬件給它做個頭、會移動的雙腳、手臂。

最具挑戰(zhàn)的是如何讓一個人形機器人能夠很穩(wěn)定地走路、走樓梯、像人那樣奔跑，甚至超過人，如爬上完全垂直的墻面或柵欄，或者立定一跳就可彈跳到屋頂上。這需要給機器人裝上一個傳感器陣列，它能持續(xù)地測量機器人身上部件的方向和移動，也能實時讀出和處理這些傳感器所收集的數(shù)據(jù)，持續(xù)調(diào)整伺服電機，以保持所需的平衡，不至于倒下。要達到這些要求，需要非常先進的低成本、低功耗半導(dǎo)體芯片，低成本的精密移動傳感器，以及先進的算法和具有人工智能的語音識別和視覺識別技術(shù)。例如，美國一家公司發(fā)明了一種“推不倒”的算法，將其傳送至Atlas人形機器人，機器人可以靈巧地平衡，甚至如果你故意推倒它，它也可以借助協(xié)調(diào)能力驚人的雙足立刻穩(wěn)定平衡。

近幾年來，國外已經(jīng)開發(fā)了許多種“開源硬件”平臺，讓開發(fā)者對這個平臺上的機器人進行二次開發(fā)。這些平臺提供了大部分人形機器人的硬件部件，可以直接從網(wǎng)上下載源代碼，然后找臺3D打印機把這些部件打印出來，最后把這些部件組裝成一個機器人。

另一方面，人是有血有肉、有意識、有感情的動物，光外形類似還是遠遠不夠的，這就需要用到人工智能。人工智能已經(jīng)研究了很多年，最近發(fā)生的“人機大戰(zhàn)”，谷歌公司開發(fā)的AlphaGo使用的其實就是一個人工設(shè)計的算法。對于圍棋來說，有10的360次方的可能的下棋盤面，每下一個棋子，要從這么多的可能性中選出“最優(yōu)的”一種，如果用目前最高水準(zhǔn)的電腦去窮舉運算的話，幾億年都算不完、選不出最優(yōu)的棋子。所以目前已經(jīng)開發(fā)了不少的“啟發(fā)式”算法，這種算法可以大大減少運算時間，但是運算的準(zhǔn)確度卻不能達到100%準(zhǔn)確。

類似這樣的人工智能，除了用于下棋，更多用于醫(yī)藥診斷、金融貿(mào)易、法律、科學(xué)計算、玩具及各種應(yīng)用軟件App等。2016年3月，世界四大會計師事務(wù)所之一的德勤宣布，將人工智能引入會計、稅務(wù)、審計等工作中，代替人類閱讀合同和文件。這也是一種人工智能的新的應(yīng)用。但是，使用人工智能來進行機器人的圖像識別、語音識別等，卻是最恰當(dāng)不過的了。

人形機器人需要能夠識別人的自然語言，才能與人進行交流。但這不是一件簡單的任務(wù)。20世紀(jì)90年代，研究者研發(fā)的自然語言識別算法，識別率不超過70%。一直到2012年左右，隨著云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，識別率才有了新的突破，達到了93%以上。這里面起作用的還有一個關(guān)鍵技術(shù)，那就是“深度學(xué)習(xí)”，這可以讓電腦通過大數(shù)據(jù)自己訓(xùn)練，數(shù)據(jù)越多訓(xùn)練得就越準(zhǔn)確，識別率就越高。根據(jù)專家預(yù)計，再過3年，識別率可以達到97%。

要做一個類似人的人形機器人，還需要“人工情感”和“人工意識”。加強這兩個領(lǐng)域的研究，既會進一步推動“人工智能”發(fā)展，又能做成一個更高端、更接近人類、更具有人性的機器人。

要讓機器人做到能與人類進行情感交流，要能先進行“情感識別”，理解人類情感的身體表現(xiàn)。人的情緒很多體現(xiàn)在面部表情上，面部肌肉、眼睛、鼻子等都會表達一個人的激動、懷疑、愉悅、痛苦、失望等感情；聲音語調(diào)也是一個重要的表達，如一個人在憤怒時，聲調(diào)會大大提高且變得緊張；人的姿勢和舉止也可以反映出人的情感狀態(tài)。把這些都建成數(shù)學(xué)模型，用算法編制好程序，通過處理器的實時運算，反饋到機器人的外表并顯示出來。

機器人的研發(fā)和發(fā)展比我們想象的要快，它不是僅僅跟著智能硬件或者人工智能的發(fā)展而同步發(fā)展。目前，阿里巴巴、軟銀、鴻海、谷歌等公司都已經(jīng)投入巨資研發(fā)“人形機器人”。

機器人技術(shù)需要在三個領(lǐng)域得到突破—機械動作、認(rèn)知和思考、傳感識別。兩年前，日本軟銀發(fā)布了世界上第一臺帶情感的機器人Pepper，這是一個重大突破。這個身高一米二一的Pepper很有意思，它可以認(rèn)識家人、教英文、寫日記、唱歌、跳舞、說話、玩游戲、變魔術(shù)，甚至還能算命。Pepper在一分鐘內(nèi)就售出了1000臺，可見受到了用戶極大歡迎。但是，Pepper還有很多不足，它能認(rèn)識的人不超過10個，它不能搬重物，不能走樓梯，還不能掃地、做家務(wù)。它也沒有雙足，底部只是一個裝有輪子、能360度旋轉(zhuǎn)的盤子。

那種接近人類的會雙足走路、會奔跑、會走樓梯、會做家務(wù)、會思考、會工作、會玩樂、有情感、會與人交流的人形機器人，預(yù)料在2030年前后會出現(xiàn)在我們中間，我們可以在商場里挑選，像買輛汽車那樣買到這樣的“產(chǎn)品”。這種機器人有一個頭、兩只手、兩只腳或四只腳。機器人可以幫助你看病，幫助你駕車，幫助你購物、取快遞、扛重物，幫助你燒飯煮菜，幫助你清掃房間，幫助你照顧老人和小孩。

人類該如何與機器人相處？

機器人給人類帶來的經(jīng)濟效益是非常明顯的，但更重要的是它對人類在心理上構(gòu)成的影響。人類在地球上已經(jīng)存在了很久很久，并被認(rèn)為是這個地球上最高級、最有智慧的物種。如果把人形機器人看作是又一個具有類人智慧的新物種，那么人類在心理上怎么接受？這將會是很困難的。

除了一系列涉及到社會上、心理上、經(jīng)濟上的影響，還有法律上的問題。讓我們想一想，機器人的擁有者是不是需要在法律上對他的機器人的行為負責(zé)？如果不是，那么未來的機器人如何來承擔(dān)責(zé)任？如果有人用刀把別人刺傷了，那么他就要受到法律制裁；但是如果有人用刀把一個機器人刺傷了，是算犯了很輕的過失，還是根本就不算犯罪呢？

有幾位寫機器人的科幻作家，曾提出過需要事先用編程方法來規(guī)范機器人的行為，不讓它作出損害人類的動作。這些虛擬的規(guī)則，有可能在未來變成現(xiàn)實。人類應(yīng)該永遠是機器人的主人，他掌握著把機器人“打開”或者“關(guān)閉”的權(quán)利。他可以任意存取機器人的記憶（存儲器），也可以任何時候?qū)C器人的“大腦”重新編程。

很明顯，現(xiàn)階段我們想象到的機器人，就是一個為人服務(wù)的“奴隸”。但是，當(dāng)?shù)搅四軌蛑圃炷欠N真正有感知和認(rèn)知能力、有“思想”的機器人的那一天，機器人的“奴隸”角色將會發(fā)生變化。到那一天，機器人不再光是個由塑料、金屬或者硅芯片組成的殼子，還會有利用生物打印、人工合成生物、自主組裝納米科技而制造的生命體。未來這種制造科技將不但用于人類的醫(yī)學(xué)，還將用于制造和修理人形機器人。

我們真的需要好好思考一下。過去的20年，我們所使用的電腦、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都還只是沒有知覺的機器，現(xiàn)在“智能化”“智能硬件”的時代已經(jīng)或者即將開啟，接下來的20年內(nèi)，將會出現(xiàn)有認(rèn)知和感知能力的人形機器人，機器人將具有越來越多的“人性”。機器人可以自我迭代、自我更新、自我學(xué)習(xí)、自我糾錯、自我成長。

這種創(chuàng)造自主行為的機器，一定意義上是自然界產(chǎn)生的帶智慧的新物種。這些機器人將與我們共存，在這個地球上與我們同居，它們將變成一個“人工合成”的新公民。我們將不僅僅“擁有”智能科技，而且還得學(xué)會與這些“公民”一起生活和工作?？苹秒娪暗膱鼍?，就快來到我們每個人面前，我們該做哪些準(zhǔn)備呢？

（本文轉(zhuǎn)自鈦媒體）