機(jī)器人與人工智能合體：實(shí)現(xiàn)想象中的機(jī)器人

人們想象中的機(jī)器人是那種在科幻片中出現(xiàn)的，能幫助人類做各種事情，甚至還有情感的機(jī)器人。而今天實(shí)際的機(jī)器人活躍于各種生產(chǎn)生活場(chǎng)景，以機(jī)械臂或其他的形態(tài)出現(xiàn)，它們用于處理各種專業(yè)情況。比如許多家庭已經(jīng)使用了掃地機(jī)器人，即使人們并不會(huì)認(rèn)為這就是真正的“機(jī)器人”。為了能讓機(jī)器人真正的智能化，人工智能技術(shù)正在與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合。當(dāng)然，挑戰(zhàn)依舊重重。

撰文 | 趙珊、林澤玲

最近幾年，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、智能交通等新技術(shù)的興起，機(jī)器人也逐漸開始以各種形式進(jìn)入人們的日常生活，各種家用機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人層出不窮。家用掃地機(jī)器人因?yàn)閮r(jià)格適中而最先走進(jìn)千家萬戶。家用掃地機(jī)器人具有一定的智能，可以自動(dòng)在房間內(nèi)完成吸塵、拖地等清理工作。2022年冬奧會(huì)上媒體餐廳由機(jī)器人完成的全智能炒菜送菜服務(wù)就大出了一次風(fēng)頭。情感機(jī)器人是近年出現(xiàn)的新類型，以算法技術(shù)賦予機(jī)器人以“人類的情感”，使之具有表達(dá)、識(shí)別和理解喜樂哀怒，模仿、延伸和擴(kuò)展人的情感的能力，可以陪伴兒童和老人。著名的比如索尼公司的Aibo機(jī)器狗，還有軟銀集團(tuán)的Pepper機(jī)器人。

現(xiàn)代機(jī)器人是一個(gè)由各種高科技子系統(tǒng)集成的復(fù)雜系統(tǒng)，一般包含處理器（Processor）、傳感器（Sensor）、控制器（Controller）、執(zhí)行器（Actuator），以及一般裝在機(jī)器臂（Arm）末端的各種功能套件（Effector）等幾個(gè)部分。機(jī)器人系統(tǒng)復(fù)雜，具有跨學(xué)科的技術(shù)特性，主要包括軟件和硬件兩大部分，基本囊括機(jī)械、電子、控制、制造加工等技術(shù)工程大類。最近機(jī)器人技術(shù)又延伸到了人工智能領(lǐng)域，變得能更自然地和人類交流，移動(dòng)更靈活，功能越來越多樣化，甚至與生物科技、神經(jīng)科學(xué)等新領(lǐng)域相結(jié)合。

在過去的10年里，機(jī)器人領(lǐng)域有5項(xiàng)技術(shù)入選《麻省理工科技評(píng)論》“全球十大突破性技術(shù)”。

Rethink Robotics研發(fā)的Baxter藍(lán)領(lǐng)機(jī)器人（the Blue-Collar Robot），學(xué)術(shù)上也稱為協(xié)作機(jī)器人，具有安全廉價(jià)、極易編程和互動(dòng)的特點(diǎn)，可以在制造業(yè)流水線上和人協(xié)同完成任務(wù)，是人類的好幫手。它的出現(xiàn)也意味著傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的多個(gè)瓶頸被打破。

為保證工作人員安全，早期的協(xié)作機(jī)器人沒有內(nèi)在的動(dòng)力來源，一般的動(dòng)力是由人類工作者提供的。其功能是以與工作人員合作的方式，通過重定向或轉(zhuǎn)向有效載荷來允許計(jì)算機(jī)控制運(yùn)動(dòng)。進(jìn)化后的協(xié)作機(jī)器人則提供了有限的動(dòng)力，而且添加了多個(gè)傳感器來監(jiān)控機(jī)器人和合作人員的狀態(tài)，以保證人員的安全。雖然現(xiàn)階段離實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)秀的通用性、人機(jī)友好、價(jià)格適中等目標(biāo)還有非常多的挑戰(zhàn)，但是協(xié)作機(jī)器人力圖將人與機(jī)器人早期的服務(wù)關(guān)系變?yōu)榛锇殛P(guān)系，開啟了機(jī)器人研究新的一頁。這些研究也從一開始單純的應(yīng)用功能疊加，逐漸演化到追求工作關(guān)系和結(jié)構(gòu)的改變。人和機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)合作，相比人或者機(jī)器人單獨(dú)工作，能大幅提高工作效率。

機(jī)器人可以相對(duì)較快地在不平坦和不熟悉的地面上行走。圖片拍攝者韋布·查普爾（Webb Chappell）

以Baxter為例，協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的標(biāo)志是柔性機(jī)械臂，具有攝像頭、聲吶、力反饋、碰撞檢測(cè)等多種傳感器，使人和機(jī)器人互動(dòng)變得更安全。通過操作人員“手把手”的示范教學(xué)，降低了任務(wù)編程的門檻，使機(jī)器人可以更快、更容易地適應(yīng)新任務(wù)，非常適合中小企業(yè)小批量生產(chǎn)和不斷縮短的產(chǎn)品生產(chǎn)周期。它們的體積也較小，通?？梢苑旁诠ぷ髋_(tái)旁邊，幫助從業(yè)人員完成高度重復(fù)性的工作，如采摘、放置、包裝、膠合、焊接等。最后，和傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比，協(xié)作機(jī)器人的價(jià)格也更低廉。

協(xié)作機(jī)器人代表了機(jī)器人技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)，代表了人和機(jī)器人之間關(guān)系的進(jìn)化，由工具變成真正的助手。協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)最近幾年也被極度看好。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）的數(shù)據(jù)顯示，2016年全球工業(yè)機(jī)器人銷量為29.4萬臺(tái)，全球工業(yè)機(jī)器人保有量為182.8萬臺(tái)。伯克萊資本預(yù)測(cè)，全球協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)將從2015的1.16億美元增長(zhǎng)到2025年的115億美元，主要會(huì)被應(yīng)用在物品挑揀、包裝、流水線上的零部件組裝、材料整備、操作其他機(jī)器等，預(yù)計(jì)會(huì)在中小規(guī)模的制造業(yè)、醫(yī)藥、電子零部件等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。

協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)正處于高速爆發(fā)期，10年內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上面的估計(jì)。這是因?yàn)閰f(xié)作機(jī)器人不光可以用在工業(yè)領(lǐng)域，更大的增長(zhǎng)動(dòng)力還來自非工業(yè)領(lǐng)域，或者說商業(yè)領(lǐng)域，即使具備實(shí)用價(jià)值的消費(fèi)級(jí)機(jī)械臂短期內(nèi)還不太現(xiàn)實(shí)。在不久的將來，非工業(yè)領(lǐng)域的銷量就會(huì)獲得巨大增長(zhǎng)。

物流倉儲(chǔ)和醫(yī)療是目前研究和產(chǎn)品化比較多的兩個(gè)領(lǐng)域。在倉儲(chǔ)物流領(lǐng)域中的揀貨環(huán)節(jié)，目前主要有兩種方案。一個(gè)是“貨到人”，以亞馬遜的Kiva機(jī)器人、英國Ocado的智能倉庫技術(shù)為代表；另一個(gè)是使用移動(dòng)機(jī)器人加上機(jī)械臂來代替工人完成固定貨架的分揀，這也是亞馬遜的機(jī)器人分揀挑戰(zhàn)大賽（Amazon Picking Challenge）的主要內(nèi)容，已經(jīng)有團(tuán)隊(duì)使用了FANUC的LRMate200系列輕型機(jī)器人搭配3D視覺系統(tǒng)來做貨架分揀。電商和智能物流倉儲(chǔ)都是非常有潛力的市場(chǎng)。再一個(gè)是醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人、義肢機(jī)器人，由于協(xié)作機(jī)器人比較安全，加上機(jī)械臂可以模仿人類手臂的靈活特性，它非常適合用在這些場(chǎng)合。此外，諸如機(jī)器人做菜、做導(dǎo)游、做餐飲服務(wù)員等，都是很有潛力的應(yīng)用方向，為我們提供了更多讓機(jī)器人走入普通人生活的可能性。

但協(xié)作機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的過程中也遇到了問題——不同硬件需要獨(dú)立編程，研發(fā)耗時(shí)耗力導(dǎo)致造價(jià)偏高。工業(yè)機(jī)器人主要被應(yīng)用于制造和生產(chǎn)，在流水線上各司其職，在特定工位可以準(zhǔn)確完成任務(wù)。依照這種模式的機(jī)器人研發(fā)，必須為不同機(jī)器人開發(fā)獨(dú)立的硬件，搭配相對(duì)的控制軟件以給出具體和精確的指令，才能完成特定的任務(wù)。舉個(gè)例子，一個(gè)末端具有多關(guān)節(jié)的多自由度的仿人手機(jī)器人拿起一個(gè)杯子，和一個(gè)末端只有兩根“手指”的鉗子機(jī)械臂拿起同一個(gè)杯子的具體的實(shí)現(xiàn)方式，肯定是非常不同的。

如果能讓不同的機(jī)器人共享各自學(xué)到的技能，可以極大地減少重復(fù)的開發(fā)工作，快速推動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用進(jìn)程。機(jī)器人之間知識(shí)分享的新技術(shù)就是為了解決這個(gè)問題而取得的重大技術(shù)突破之一，其能使不同的技巧或技能更快地在機(jī)器人之間普及。

自從機(jī)器人間技能共享的技術(shù)提出以來，這個(gè)技術(shù)就一直是機(jī)器人技術(shù)的熱點(diǎn)，產(chǎn)生了很多延伸技術(shù)，和人工智能等領(lǐng)域也有很多新的融合發(fā)展。2016年，謝爾蓋·萊文（Sergey Levine）被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)為“35歲以下科技創(chuàng)新35人”之一，他辭去大學(xué)教職后加入谷歌繼續(xù)研究，并在同年發(fā)表論文“通過大規(guī)模數(shù)據(jù)收集和深度學(xué)習(xí)，掌握機(jī)器人的手眼協(xié)調(diào)技能”（Learning Hand-Eye Coordination for Robotic Grasping with Deep Learning and Large-Scale Data Collection）。

謝爾蓋·萊文發(fā)現(xiàn)，通過在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)用6個(gè)機(jī)器手各自練習(xí)抓取不同的物品，并共享抓取過程中控制手眼協(xié)調(diào)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)參數(shù)，最大限度地增大訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫的規(guī)模，提升了訓(xùn)練和調(diào)試神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的效率。這項(xiàng)延伸技術(shù)的亮點(diǎn)是深度學(xué)習(xí)的人工智能和機(jī)器人硬件控制的結(jié)合，這會(huì)是未來一段時(shí)間內(nèi)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域非常有潛力的熱點(diǎn)技術(shù)。

2017年5月，麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的朱莉·沙阿（Julie Shah）教授發(fā)布了CLEARN技術(shù)。這個(gè)新技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)的機(jī)器人示范教學(xué)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃編程技術(shù)，通過給機(jī)器人提供如何抓取一系列典型物體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，然后只通過一次示范教學(xué)，就能讓機(jī)器人自動(dòng)學(xué)習(xí)到抓取一系列不同物品的技能。更重要的是，這些技能還能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為其他機(jī)器人的技能，其他機(jī)器人并不要求和原來的機(jī)器人有著同樣的移動(dòng)方式和機(jī)械結(jié)構(gòu)。

要使用CLEARN技術(shù)，用戶首先要向機(jī)器人提供有關(guān)如何抓取具有不同約束條件的各種物體的信息知識(shí)庫。例如，輪胎和方向盤具有相似的形狀，但要將它們連接到汽車上，機(jī)器人必須以不同的方式配置它的機(jī)械臂和末端的工具套件才可以更好地移動(dòng)它們。然后，操作員使用3D接口向機(jī)器人進(jìn)行完成特定任務(wù)的演示，該演示包含一系列被稱為“關(guān)鍵幀”的相關(guān)時(shí)刻。通過將這些關(guān)鍵幀與知識(shí)庫中的不同情況進(jìn)行匹配，機(jī)器人可以自動(dòng)提供運(yùn)動(dòng)路線計(jì)劃，以供操作人員視需求進(jìn)行編輯。通過這個(gè)技術(shù)，Optimus雙機(jī)械臂軍用拆彈機(jī)器人成功將學(xué)到的技能，包括開門、移動(dòng)物品等，教會(huì)給另一個(gè)6英尺（約合1.8m）高、400磅（約合181.4kg）重的人形機(jī)器人Atlas。

CLEARN技術(shù)有效地解決了傳統(tǒng)機(jī)器人示范教學(xué)效率較低、耗時(shí)長(zhǎng)，需要獨(dú)立開發(fā)編程的問題，使人能更方便快捷地教會(huì)機(jī)器人新的技能?？梢韵胂?，當(dāng)這類能讓機(jī)器人更快速地學(xué)到新技能的技術(shù)被應(yīng)用于上文提到的協(xié)作機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人的功能必將快速增加，迅速適應(yīng)更多的任務(wù)，被應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。

在液壓動(dòng)力和多個(gè)傳感器的加持下，波士頓動(dòng)力公司的大狗（Bigdog）機(jī)器人可以在困難的地面上保持穩(wěn)定，圖片來源于波士頓動(dòng)力。

現(xiàn)在市面上占重要地位的協(xié)作機(jī)器人都沒有人的外形，更像機(jī)器臂，主要目的是減輕人工作的負(fù)擔(dān)，在嚴(yán)苛的環(huán)境條件下能進(jìn)行重復(fù)工作。以人類自身為原型參照的仿人全身機(jī)器人是機(jī)器人研究中的尖端領(lǐng)域，也是機(jī)器人技術(shù)及人工智能的重大目標(biāo)。可以用腳行走的聰敏機(jī)器人（Agile Robots）代表了機(jī)器人移動(dòng)技術(shù)的重大突破，使得機(jī)器人終于擺脫了地形環(huán)境的限制，可以去到人能去到的地方。

這一技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者是波士頓動(dòng)力（Boston Dynamics）。波士頓動(dòng)力研發(fā)出的雙足和四足機(jī)器人具有出色的平衡性和靈巧性，可以在崎嶇不平的復(fù)雜地面行走，可以去到世界上大部分輪式機(jī)器人去不了地方。要實(shí)現(xiàn)行走這一目標(biāo)，機(jī)器人的每一步都需要?jiǎng)討B(tài)平衡，需要對(duì)瞬間的不穩(wěn)定性有極強(qiáng)的適應(yīng)能力。這包括需要快速調(diào)整腳的著地點(diǎn)，計(jì)算出突然轉(zhuǎn)向需要施加多大的力，更重要的是還要在極短的時(shí)間內(nèi)向足部實(shí)施非常大而又精準(zhǔn)的力，控制好機(jī)器人的整體姿態(tài)，在控制理論、系統(tǒng)集成和工程實(shí)現(xiàn)等多個(gè)維度都需要極高的“黑科技”。

波士頓動(dòng)力公司的大狗機(jī)器人在行走，圖片來源于波士頓動(dòng)力。

波士頓動(dòng)力研究的最新版本Atlas，可以用于戶外和建筑物內(nèi)部，是專門為移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的。它采用電源供電和液壓驅(qū)動(dòng)，使用身體和腿部的傳感器來平衡頭部的激光雷達(dá)和立體聲傳感器，以避免障礙物，評(píng)估地形，幫助導(dǎo)航和操作物體。在2021年波士頓動(dòng)力發(fā)布的最新視頻里，Atlas比過去更加小巧靈活，身高1.75m，體重減到82kg。Atlas展示了驚人的“跑酷”能力，可以在狹窄的平衡木上快跑，在障礙物上跳躍，并且還能從高處翻跟斗。能有這些出色的表現(xiàn)得益于波士頓動(dòng)力世界領(lǐng)先的控制理論、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程能力。Atlas和其他公司的機(jī)器人一個(gè)重要的區(qū)別在于使用了液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)作控制，這樣可以保證瞬時(shí)更大的控制動(dòng)力輸出和更精確的力傳遞。Atlas機(jī)器人還得益于“仿生”的整體集成結(jié)構(gòu)（Integrated Structure）設(shè)計(jì)概念。仿生機(jī)器人，就像真人一樣，不僅有像骨骼和關(guān)節(jié)一樣的支撐結(jié)構(gòu)和油缸，也有像血管和神經(jīng)一樣的油路和電路。

最引人注目的是，除了靈巧性，Atlas比在2016年最初發(fā)布時(shí)，更像一個(gè)“人”了。在過去的演示中，它基本上是盲目的—需要環(huán)境固定，它才能做出成功的動(dòng)作。但現(xiàn)在的視頻里，它確實(shí)更多地依靠自己的感知來導(dǎo)航，根據(jù)它所看到的情景調(diào)整自己的動(dòng)作。這意味著它比以前更少依賴預(yù)先設(shè)置的編程，而工程師不必為機(jī)器人可能遇到的所有情況都預(yù)先編程跳躍動(dòng)作。

以前機(jī)器人普及的另一問題在于其靈活性很低。雖然機(jī)器人在受控環(huán)境中表現(xiàn)出色，但在不受控制的環(huán)境中就不行了。例如，機(jī)器人能輕松地在工廠和倉庫中執(zhí)行人類無法輕易做到的操作，比如準(zhǔn)確切割器材到毫分級(jí)尺寸，但不能在沒有受過大量訓(xùn)練之前像人類那樣簡(jiǎn)單地打開一扇門。但正如Atlas所展示的一樣，機(jī)器人靈活性在人工智能的輔助下取得巨大進(jìn)步。機(jī)器人科學(xué)家用來提高機(jī)器人靈活性的關(guān)鍵技術(shù)之一正是強(qiáng)化學(xué)習(xí)。強(qiáng)化學(xué)習(xí)讓機(jī)器人隨著時(shí)間的推移學(xué)習(xí)使用不同的技術(shù)處理物體并選擇最好的技術(shù)。然后，機(jī)器人可用于在任何條件下執(zhí)行所有可能的任務(wù)，并提高其靈活性。

提高機(jī)器人技術(shù)的靈活性后，機(jī)器人的用途將更為廣泛，在與軍事、廢物處理、物流和交付、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)的任務(wù)中都發(fā)揮重要的作用。相信用不了多久，科幻電影中的機(jī)器人將從大銀幕走向現(xiàn)實(shí)生活。

學(xué)術(shù)點(diǎn)評(píng)

智能機(jī)器人，重構(gòu)未來生產(chǎn)力

撰文丨許華哲（清華大學(xué)交叉信息研究院助理教授）

無論是一個(gè)人形機(jī)器人拿著托盤把一杯咖啡禮貌地遞給你，又或者是一個(gè)鋼鐵巨獸眼里閃著光芒企圖毀滅人類，對(duì)于機(jī)器人，人類總是有著無窮的想象?！皺C(jī)器人”是一個(gè)古老而又新穎的詞語：早在1921年，捷克劇作家便把劇本里流水線上的機(jī)械人類叫作“機(jī)器人”（Robot）；早在1941年，“機(jī)器人學(xué)”（Robotics）這個(gè)詞就在科幻作家阿西莫夫發(fā)表的小說《環(huán)舞》（Runaround）中被首次提及。從科幻走向科學(xué)，機(jī)器人學(xué)走過了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程。如今，科學(xué)家逐漸讓這些“鐵家伙”用“手臂”操作物體、像狗一樣“跑步”，甚至像人一樣“雙足行走”。在2022年這個(gè)人工智能逐漸成熟的時(shí)間段，機(jī)器人學(xué)研究和相關(guān)產(chǎn)業(yè)也開始煥發(fā)新的生機(jī)。

人工智能，尤其是其中的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)很多人來說已經(jīng)不是什么新鮮事：手機(jī)里的人臉支付、自拍里的濾鏡、網(wǎng)絡(luò)廣告的推薦系統(tǒng)都依賴深度學(xué)習(xí)，即從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)模式，甚至生成數(shù)據(jù)。從人工智能科學(xué)家的研究視角來看，如今已經(jīng)有了攝像頭作為“眼睛”，語音處理技術(shù)作為“嘴巴”，那么下一步很自然地就是如何把智能的“手”和“腳”裝上去。對(duì)于機(jī)器人學(xué)的研究者來說，如何給那些已經(jīng)能完成跑跳控制的電子機(jī)械裝置裝上“大腦”，也成為最近的工作熱點(diǎn)。

因此，人工智能和機(jī)器人的融合成為必然的趨勢(shì)：人工智能機(jī)器人不僅可以像傳統(tǒng)機(jī)器人一樣完成指定的動(dòng)作，同時(shí)結(jié)合了感知和環(huán)境中的變化，通過模型進(jìn)行泛化，從而達(dá)到通用目的。這樣的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”，孕育著最富有未來感的想象空間：機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化的空間—人類真實(shí)生活的空間，可以只依賴傳感器信息，完成一系列復(fù)雜的任務(wù)。例如你能想象在過春節(jié)的時(shí)候，一桌子年夜飯全是由一個(gè)機(jī)器人為你制作的嗎？

當(dāng)然，現(xiàn)在的人工智能機(jī)器人離我們想象中的那些有著相當(dāng)智慧水平的硅基生物仍然有不小的距離?？v使如此，人類對(duì)更智能、更強(qiáng)大的機(jī)器人的追求從來沒有停下來。2019年，“靈巧機(jī)器人”（Robot Dexterity）入選《麻省理工科技評(píng)論》“全球十大突破性技術(shù)”，相關(guān)論文中提及當(dāng)年轟動(dòng)一時(shí)的機(jī)器人研究——“機(jī)器人靈巧手Dactyl”項(xiàng)目。OpenAI公司的研究員們利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)，讓機(jī)器手在大量隨機(jī)化的模擬器仿真數(shù)據(jù)中自主學(xué)習(xí)擰魔方的策略，并將該策略應(yīng)用在真實(shí)的機(jī)械靈巧手上。該項(xiàng)目之所以影響力大，一是因?yàn)椤皬?qiáng)化學(xué)習(xí)”讓機(jī)器人在沒有明確人類指令的情況下學(xué)會(huì)了如何完成任務(wù)，這是更高級(jí)智能的一個(gè)指標(biāo)；二是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了從仿真環(huán)境到真實(shí)機(jī)器手的遷移，讓我們看到了從完善仿真、改善算法，到現(xiàn)實(shí)部署這樣一個(gè)清晰可行的路徑。

無獨(dú)有偶，來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和英特爾公司的機(jī)器人專家們，以類似的方式，讓機(jī)械狗通過深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)在仿真環(huán)境里進(jìn)行了大量的訓(xùn)練。訓(xùn)練所獲取的策略，最終用在了ANYmal機(jī)械狗上，從而使機(jī)械狗可以在多樣、復(fù)雜，甚至從未遇到過的地面上行走。而此前，這一問題往往需要機(jī)器人科學(xué)家和工程師們針對(duì)不同地形進(jìn)行大量人工的優(yōu)化和整合。能夠獲得此次舉世矚目的結(jié)果，主要原因是在仿真環(huán)境中人工智能機(jī)器人早已見過多種多樣更復(fù)雜、更崎嶇的路面，所以應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)時(shí)便可以得心應(yīng)手。

機(jī)器人與人工智能的結(jié)合，當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述兩例。谷歌的科學(xué)家讓機(jī)器人（TossingBot）通過高速移動(dòng)手臂完成物體的拋擲；加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究者嘗試讓機(jī)器人（DexMV）可以從視頻中學(xué)習(xí)人手的動(dòng)作；斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究者（即筆者所在的團(tuán)隊(duì)）試圖讓機(jī)器人（RoboCraft）可以操作柔性物體，甚至包餃子。如今的人工智能算法幫助機(jī)器人完成了一個(gè)又一個(gè)之前只有人類才能完成的多步驟、非規(guī)則的任務(wù)，機(jī)器人再也不單單是流水線上只會(huì)做單一指定動(dòng)作的機(jī)械臂了，這不僅模糊了人工智能和機(jī)器人的邊界，同時(shí)進(jìn)一步解放了生產(chǎn)力，將人類從高危、重復(fù)的勞動(dòng)中解脫出來。

當(dāng)然，為了創(chuàng)造出有足夠智能的機(jī)器人，目前仍然存在著十足的挑戰(zhàn)。在算法層面，以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的一系列技術(shù)，都需要依靠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擬合能力，而稍有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗(yàn)的研究者和創(chuàng)造者都曾經(jīng)歷過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“不靠譜”：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)極難達(dá)到100%的精確度。在智能解鎖等應(yīng)用場(chǎng)景中，如果神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“犯錯(cuò)”，可能只是造成了用戶無法解鎖手機(jī)，需要多次嘗試的情況，但在機(jī)器人應(yīng)用中，卻極有可能威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。與此同時(shí)，如何讓機(jī)器人應(yīng)對(duì)沒見過的極端個(gè)例也是非常困難的，因?yàn)槿绻麢C(jī)器人在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集或模擬器里沒有經(jīng)歷過此類場(chǎng)景，在真實(shí)的世界里往往就會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷。在硬件層面，高精度、大載荷的機(jī)器人往往是昂貴的、脆弱的，如何有效降低機(jī)器人硬件成本并使其走入千家萬戶，也是廣大機(jī)器人研究者和創(chuàng)業(yè)者面臨的重要課題。

另外，伴隨著人工智能機(jī)器人的發(fā)展，機(jī)器人倫理學(xué)也逐步進(jìn)入人們的視野。早在阿西莫夫的科幻小說中就提出了“機(jī)器人三定律”：“第一，機(jī)器人不得傷害人類，或者不得置人類于危難中；第二，機(jī)器人必須服從人類命令，除非與第一定律矛盾；第三，機(jī)器人可以在不與第一、第二定律沖突的情況下維護(hù)自身存在。”我們可以感知到，人們對(duì)于機(jī)器人總是有著各種各樣的擔(dān)心。雖然現(xiàn)在離機(jī)器人的“覺醒”時(shí)刻尚遠(yuǎn)，但人們?nèi)匀粦?yīng)該思考許多倫理問題。例如，當(dāng)機(jī)器人和人類對(duì)話時(shí)，是否會(huì)因?yàn)橐恍┕逃杏∠蠖褂缅e(cuò)誤的人稱代詞？大量的機(jī)器人是否會(huì)搶占一部分人類的工作崗位？每一次技術(shù)的爆發(fā)，都會(huì)伴隨著相應(yīng)的社會(huì)問題、倫理問題，這也是我們?cè)诩夹g(shù)與人類生活融合的道路上必須要思考和解決的。

我們可以獲得什么樣的技術(shù)？我們可以創(chuàng)造出怎樣的機(jī)器人？擁有了這些機(jī)器人后人類的生活有怎樣的變化？人類正在靠著自己的好奇心探索著未知的疆界，并一步一步地追尋著想象中的未來。在中國，我們已經(jīng)見到家里的掃地機(jī)器人、餐館里的服務(wù)機(jī)器人、遍地開花的自動(dòng)駕駛（也可以看作交通輪式機(jī)器人）、工廠里的通用機(jī)械臂，在可以預(yù)期的未來里，這些機(jī)器人將會(huì)配備上更聰明的“大腦”、更合適的“身體”，完成更困難的任務(wù)。在人類的研究和合理約束下，機(jī)器人將會(huì)讓人們的生活更加輕松愜意！

本文經(jīng)授權(quán)摘自《科技之巔：全球突破性技術(shù)創(chuàng)新與未來趨勢(shì)》（人民郵電出版社，2023年1月）

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