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特别报道:机器人时代即将开启




作者: CNET科技资讯网|孙莹
CNETNews.com.cn
2006-08-07 12:13:26

还记得《铁臂阿童木》里带着激光指套、穿着红色靴子、屁股上有加农炮的阿童木吗?还记得《变形金刚》中能变形的机器人在宇宙激烈厮杀的场面吗?还记得《机器猫》中那只有着万能兜兜、憨态可掬的小叮当吗?还记得美国喜剧片《电脑娃娃》中那个被硅谷天才工程师偷偷制造,带回家来住在衣柜里,跟人类一模一样的可爱小姑娘Vigi吗?你是否也是《星球大战》、《机械公敌》、《黑客帝国》等科幻大片的粉丝呢?

这些文艺作品中所描绘的各式各样的机器人形象早已不再是梦想,从1961年世界上第一个真正意义上的实用机器人在美国问世,到40余年的今天,机器人的应用领域不断扩大,从工业到农业再到服务业,从工厂走向寻常百姓家,从北非沙漠到南美丛林,从深水世界到浩瀚太空,机器人的触角已经伸向四面八方,成为我们社会生活中一道独特的科技风景。

CNET科技资讯网8月8日北京报道(孙莹)2006年,对于机器人和人工智能产业来说是个不同寻常的一年。今年是人工智能概念提出50周年,1956年时,一群科学家聚集在Dartmouth 大学,讨论在当时全新的研究主题:人工智能,这就是被称为人工智能起点的" 达特茅斯会议" ,这个夏季聚会,可以说是未来" 机器要如何模拟人类的认知观点,如机器如何了解人类语言?机器能否自我改良?等等重要问题的研究开端。

为纪念世界人工智能科学的诞生,美国、日本、中国和欧洲各国都准备举办各种庆祝活动。7 月,美国人工智能应用大会在波士顿召开,形形色色的机器人汇聚一堂,展示了人工智能领域近年来的最新研发成果;8 月1 日,2006年人工智能国际大会、首届中国智能产品与科技成果博览会在北京召开,百名专家、学者共同探讨目前人工智能研究中的热点话题。

除了学术研究领域,机器人的商用市场也逐渐引起大家的兴趣,这个领域甚至吸引了IT巨头微软。微软上个月宣布成立一个新的机器人技术科研小组——微软机器人工作室,同时发布了其第一款机器人软件,这款名为Microsoft Robotics Studio 的这一技术是一款基于Windows 的开发工具包,使开发人员能够开发面向多种产品的智能应用。

微软机器人集团总经理特劳尔说,机器人产业目前已处在腾飞的边缘,但这个市场还需要一些更好的开发工具和一个通用的软件平台,以便让应用软件可以在不同类型的机器人上重复使用。我们希望发布基本的软件技术,帮助人们开发机器人应用,使第三方厂商能够共享它们的硬件和软件技术。目前的机器人产业很像是1970年代末的PC产业,很难知道哪种应用会开启机器人时代。

有数据显示,全球机器人产业目前已拥有50多亿美元的市场。美国麻省理工学院人工智能实验师主任鲁迪尼·布鲁克斯指出,人类历史上第一次有这么多普通人开始使用机器人。在工业机器人领域,据机器人工业协会的数据,2005年工厂机器人销售额增加了28%,比2004年上涨了8%。英国半导体研究机构Future Horizons 曾预测说,到2010年,全球机器人保有量将达5550万,市场规模达到593 亿美元。

专家们表示,借助微软的知名度和投资,机器人技术将更多地被世人所认识,它的进入将极大的推动这一领域的技术发展。基于Windows 的可编程机器人也将为成千上万的机器人爱好者们打开了一道方便之门。不知道微软能否像20年前催生PC市场一样点燃机器人市场?

机器人没到人类等级

John McCathy,是1956那次会议上第一个使用“人工智能”这个字汇的人。50年后的今天,如今已是斯坦福大学荣誉教授的McCathy 接受了CNET新闻网站的专访,在回顾人工智能的发展时他指出,目前我们所有的知识并不足以到达人类的智能等级,还没有完成一个人类等级的人工智能。我们在不断地尝试着把人类的原创性加到机械思考中,这也是未来人工智能领域里的重要目标。这些都需要相当的努力才能完成。

用电脑来模拟人脑的高度功能,早在50年前,McCarthy就曾指出,真正的障碍,并不是机器的功能不足,而是我们无法写出程序,来彻底利用我们拥有的资源。人工智能的设备并不是问题,真正难以克服的是关于人工智能基本概念的问题,而且这个问题在50年后的今天依旧存在。

McCarthy表示,今天我们已经有了50年前所没有的计算能力,那时电脑的性能还十分受限,但是在30年前,机器的性能便已经不是什么重点了,问题仍旧是在人工智能的基本概念上。他举例说,你可以看看现在的机器人在下棋的时候多么厉害,然而不管投入多少的努力,它们还是如此笨拙。这是因为在下棋的时候,你必须要思考棋局现在的状况、各颗棋子的位置,同时还要能辨别各部分的死活,然而人类如何思考这些事情,就算到现在,仍然不是十分清楚。

提到对于人脑的研究,McCarthy指出,我们现在已经对人脑的运作了解许多,但至今这些研究与人工智能的进展没有什么密切的关系。举例说,我们发现人类脑部的一小部区域在人类做心算时使用大量的能量,这是一个很棒的研究,但人类在做心算的时候到底是怎么想这个问题,仍不是现在的神经医学可以解释的。

人工智能未来继续探索

美国人工智能协会会员Sebastian Thrun 在接受CNET专访时表示,机器人技术最近这些年一直在迅速的发展,大量的资金也已经投入进来。过去5 年,出现了很多有趣的东西。但是,我们仍然处于机器人研究的探索和实验阶段。

对于人工智能的未来,存在两种不同的观点。第一种观点认为,人工智能是有关于人类智慧,有关于通用机器的。而第二个观点存在于信息科技的前沿。比如,将数据信息化,让它们在网络上产生作用,让基因发挥其作用,让机器人数据发挥作用。Thrun 认为出,第一种观点是一种异想天开的目标。如果要实现这一目标,我可能要等200 年。我更倾向于第二种。

McCarthy指出,机器人人工智能研究的下一个目标是常识知识与推理能力的固定化。Thrun 对此说法表示认同。但他认为今天的人工智能领域还有很多其它的研究目标。目前,机器人研究存在很多的方向,一些人将机器人人性化,希望越接近人类越好,而另一个方向却正好相反。Thrun 认为最终我们将看到复制人类行为和人类外貌的机器人出现。

机器人领域还有一些其他的问题。因为他们必须要在人类的环境中运作,有时候甚至面对一些尚未解决的问题,比方像人类一样抬起两条腿而不是拖着脚的方式行走,或是要能了解物体的三度空间视觉等等。这些问题已经被分别研究,但机器人目前仍旧无法在混乱的房间里行走或是上下楼梯,更不要说爬树了。

科幻电影中会有形形色色的机器人,电影往往会让这些机器人有一些人类的动机,变成一个有个性的角色,要假设这些机器人像人类一样十分容易,比如电影《人工智能》里的机器人,会陪伴人还会觉得孤单。电影中假设机器人可以模仿十岁的小孩,然而他们没想到,收养机器人的女主人会变老,当她七十岁或八十岁时,他的机器人小孩还是十岁大。在电影的观点里,甚至不需要思考这个问题,而这只是人们很容易被电影误导的例证之一。

机器人潜在威胁

尽管目前人工智能的发展还未达到人类智能的水平,但一些研究人员仍表达了自己的顾虑。日本高级通信技术国际研究所硅脑制造工程负责人雨果·德加里斯一直有个想法困扰着他:我创造出的东西可能会“像拍苍蝇一样把我拍死”。英国雷丁大学控制论研究负责人凯文。沃里克表示,2025年机器将征服人类。

美国发明家、人工智能专家雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)曾大胆预测:未来地球上将有两种聪明的物种同时存在,人类将不再是万物之灵,机器人将具有人类的意识、情绪和欲望,电脑智能将比人脑高出1 万倍。在2045年之间,人类跟机器会融合成一体。

当机器人真的被赋予了人类式的情感和意志,它将像我们一样,具备各方面的人性特征:创造性的思维、独立的思考与决策、自觉性的行为及各种人情世故,面对与我们一样有人格自尊的机器人,人类该如何以待?机器人是不是也该像我们一样拥有生存与发展的基本权利,谋求政治上的自由和平等。它们会不会打着“人权”的旗号揭竿而起,来一场人工智能的反叛以摆脱人类的控制?一手缔造了机器人神话的我们,是否已经准备好迎接未来的机器人时代?

其实这些场景在各种科幻作品是常有的事,对我们来说并不陌生。早在1920年,捷克作家卡雷尔。卡佩克在科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》中就预示了机器人的发展对未来人类社会的悲剧性影响:剧中,机器人起先为人类默默工作,当它们有了感觉和感情后,发觉人类十分自私和不公正,于是造反了,凭借其优异体能和智能消灭了人类,但它们不知道如何制造自己,最终,一对具有强大感知能力的男女机器人相爱了。机器人从此进化为人类。

电影《机械公敌》中,智能机器人解开了人类用来控制它们的密码,对人类构成了巨大威胁,《黑客帝国》里庞大的机器帝国更将人类当作能源来饲养的。

机器人三大定律

为了防止机器人威胁人类,早在1940年,著名科幻小说家艾萨克。阿西莫夫在其作品中就提出了“机器人三大定律”:第一,机器人不得伤害人类,也不得坐视人类受到伤害而袖手旁观;第二,机器人应服从人类的一切命令,但不得违反第一条;第三,机器人应保护自身的安全,但与第一、二条相抵触者除外。这个在科幻小说中诞生的定律现在已经被众多科学家所认同,也成为机器人制造商所坚守的原则。

研究人员对此采取了一些相应的技术措施,例如,将轻软物质作为制造机器人的首选材料,保证人类不会受到它的伤害;在机器人身上安装足够的传感器,通过对人类语音的识别,以保证机器人充分“理解”人类的意图;在机器人软件系统中给出更严格的限制;在显要位置处安装关闭按钮,以便紧急情况时切断机器人能源等等。据悉,日本目前正在商讨制定这样一部机器人法律,这也将成为世界上第一部机器人法律。

目前,普遍的观点都认为,机器人不是要替代人类,而是要用智能的外围设备延伸人的双手。Thrun 指出,当我想建造一辆自动驾驶的汽车时,首先想到的不是去替代人,只是希望它能够使人更有效率。像其它许多新技术发明一样,机器人也应该成为人类的助手和朋友。当然,科学家们也在不断的探索,使机器人能够更好地融入社会与人类和谐相处,并很好地为我们服务。

让更多机器人走进家庭

和一些心存戒备的学者相比,更多的人考虑的还是机器人的商业价值和实用价值。

机器人可以粗略的划分为3 个不同的类别。一是工业机器人,像机器手臂。二是专业服务机器人,如航天、军事领域的机器人。最后一个分类就是商业服务机器人,也就是市场上可以买到的机器人,像美国iRobot公司生产的Roomba清洁机器人。还包括一些家庭娱乐性机器人、机器宠物,例如索尼的AIBO机器狗。

消费机器人是与我们日常生活最为相关的机器人应用,但过去50多年,消费机器人并没有真正出现在普通人的面前。有许多因素阻碍了这一领域的发展,最重要的一点便是成本。机器人专家说,现在我们能够制造出很好的应用,但价格却完全不能让消费者承受。这已经成为机器人行业的一个发展障碍。

另外,让家庭辅助机器人变为现实,机器人还需要更好的感知与理解能力,例如,感知和理解室内环境的能力。现在的机器人在感知厨房中的物件时做得还不好,也无法理解人们的意图是什么,操作一台洗碗机都比较困难。很多人们认为很简单的任务,机器人做起来还比较的困难。我们称之为场景识别。

场景识别需要机器人拍摄一张照片,然后给图像上的不同物体打上标签。一个4 岁的小孩都能够完成这一任务,但机器人仍然无法很好的做好这一工作。这是一道门槛,因为,当机器人进入室内环境,第一步就是识别需要移动的物体。

第二个需要提高地方是操作。在机器人的物件操控方面,尚处于发展初期,操作是一个巨大人工智能研究领域。目前,我们在机器人导航方面已经取得许多进步,Roomba就是一种导航性质的机器人,它可以打扫房间的灰尘,但机器人手臂做事情的能力还不好。

拓展更多领域的应用

谈及消费机器人领域可能出现的下一个应用,Thrun 说,机器人清洁领域将开始起飞,同时我希望能给这些机器人添加手臂,让它们在室内环境携带东西,想像一下,在聚会之后让机器人来打扫室内卫生将是什么感觉。

此外,机器人将在家庭中承担起护理老年人的工作。这方面,人们有许多的设想,比如,机器人可以充当一些专业医疗的操作设备,或者亲属们可以通过机器人和老人进行沟通。这是人机交流的一个可能的应用。

还有一些更为社会化的交流,在日本,机器人正在成为人类的同伴。

另一个应用就是无人驾驶汽车。去年秋天,Thrun 领导的斯坦福大学机器人赛车小组获得了由美国DARPA Grand 无人战车挑战赛的冠军,他们的机器人汽车“斯坦利”通过自动驾驶,穿越了131.6 英里的Mojave沙漠。它的平均时速为19.1英里/ 小时,全程耗时6 小时53分钟。

Thrun 认为,无人驾驶汽车将从根本上改变机器人行业,从技术与价格上看,无人驾驶汽车将相当的可行。现在无人驾驶汽车已经有了自动恒速行驶操控装置,它可以让你保持合适的车速,也有了车道偏离警告系统以及紧急刹车装置。这是一个不断进步的领域,因此,说汽车将变得越来越智能并不是一种冒进的说法,这是现实在发生的事情。

分析人士指出,随着技术的不断进步以及市场空间的进一步扩大,机器人的价格也将像PC产业一样迅速下降。家庭机器人完全可能遵循“摩尔定律”以超规模速度发展,并将成为继家电、个人电脑之后,第三个快速普及的家用产品。未来的数字家庭中,机器人将是主宰者。

中国不再跟着国外走

对于中国在人工智能领域的发展,中国人工智能学会理事长钟义信教授表示,在理论上、方法上,中国科学家对人工智能科学发展做出了不小的贡献。经过20多年的经验积累,我们在人工智能研究领域不再是跟踪国外水平和潮流,在后面亦步亦趋了,而是能够独立自主地开展重大问题的创新性研究,并取得了不错的成果。

钟义信举例说,中国科学家在模式识别领域创造性地提出仿生识别方法;我们提出了可拓学理论,较好地处理了过去在人工智能方面不处理矛盾的问题;中国用机器证明数学定理在全球可谓独树一帜。

在应用方面,中国的人工智能研究与世界先进水平仍有差距,钟义信认为,我国虽然在人工智能的软件方面水平不低,但在硬件、机器制造方面水平还不高,这是我们今后的努力方向。

钟义信认为,人工智能的大量应用应该出现我国信息化的推进过程中,目前在通讯业、控制业、传感业都发展起来的背景下,是智能业必须登上舞台的时候了。