第138章︰機器智能相輔成

江農這個時候也是感覺到風中凌亂了,世界上最厲害的科技公司,居然都是對方的,這場仗還怎麼打?

先知搖了搖頭,「這些都是後話,還是繼續給你分析分析機器人的事情吧,未來這些你都可能用的上。」

江農點了點頭,對于這些事情反而他倒是更加感興趣一些。

第一代機器人具有記憶、存儲能力,按相應程序重復作業,但對周圍環境基本上沒有感知與反饋控制能力。第一代機器人也被稱為示教再現型機器人,這類機器人需要使用者事先教給它們動作順序和運動路徑,再不斷地重復這些動作。

第二代機器人具有類似于人的某種感覺,比如力覺、觸覺、听覺。第二代機器人靠感覺來判斷力的大小和滑動的情況,在工作時根據感覺器官(傳感器)獲得的信息,靈活調整自己的工作狀態,以保證在適應環境的情況下完成工作。

例如︰有觸覺的機械手可輕松自如地抓取雞蛋,具有嗅覺的機器人能分辨出不同的飲料和酒類。

第二代機器人已進入實用化階段,在工業生產中得到了廣泛應用。隻果科技公司的最開始研發的雙腳步行機器人的身高為1.3m,體重為48kg,它的行走速度是0~9km/h。

早期的機器人如果在直線行走時需要轉向,必須先停下來,看起來比較笨拙。而這家伙就靈活得多,它可以實時預測下一個動作並提前改變重心,因此可以行走自如,做出諸如「8」字形行走、下台階、彎腰等各項「復雜」動作。此外,「阿西莫」還可以握手、揮手,甚至可以隨著音樂翩翩起舞。

第三代機器人是目前正在研究的智能機器人。它不僅具有比第二代機器人更加完善的環境感知能力,而且還具有邏輯思維、判斷和決策能力,可根據作業要求與環境信息自主地進行工作。

第三代機器人利用各種傳感器、測量器等來獲取環境信息,然後利用智能技術進行識別、理解、推理,最後做出規劃決策,能自主行動,實現預定的目標。它的未來發展方向是有知覺、有思維、能與人對話。這代機器人已經具有了自主性,有自行學習、推理、決策、規劃等能力。

第三代機器人是依靠人工智能技術進行規劃、控制的機器人,它根據感知的信息進行獨立思考、識別及推理,並做出判斷和決策,不用人的干預自動完成一些復雜的工作任務。第三代機器人在發生故障時,通過自我診斷裝置能自我診斷出發生故障的部位,並能自我修復。

目前,人類對智能機器人的研究處在第三代,真正意義上的第四代機器人是具有學習和思考能力以及情感的智能機器人,因基礎學科的發展還沒有能力提供這樣的技術,因此第四代機器人還處于概念設計階段。

實際上這只是官方的回答,其實這種技術已經進行到了後面好幾代。

智能機器人作為新一代生產和服務工具,越來越多地參與到我們的生活中來,從而更多地服務我們,但一些走在科技前沿的工作者對其並不感到樂觀。他們認為,如果人工智能自行發展,以一定的加速度重新設計自己,人類因受到緩慢的生物演化的限制而不能與之競爭,最終將會被代替。

不管怎樣,機器人出現的本意原是希望它能為人類服務,如果人類沒有能力將人工智能的潛在風險控制在可以承受的範圍之內,那麼後果將是我們人類所不能夠承受的。

今天,智能機器人的應用範圍大大地擴展了,機器人已應用到各行各業,並已初步具備了人類的特點。機器人向著智能化、擬人化發展的道路是沒有止境的。隨著科技的發展,機器人的「智力水平」已經得到了長足的發展,對它們來說穿越沙漠並不是一件難事,現在面臨的是機器人該如何穿越的問題。

通常智能程度較低、結構簡單的機器人可以在高智能機器人無法適應的環境中活動。由沈教授研究院設計的機器蠍子長約50cm,與其他傳統的機器人不同,它沒有解決復雜問題的能力。但它的設計也並不那麼簡單,因為它是一種模仿蠍子的機器人。

研究小組之所以選擇蠍子作為機器人模仿的對象,一方面是因為蠍子能在較復雜的地形上順利地行走,另一方面是因為蠍子的反射作用要比哺乳動物簡單。在設計機器蠍子之前,研究人員花了大量時間來觀察蠍子的運動,用高速相機對蠍子的行為進行拍攝,並對記錄的數據進行了分析。

機器蠍子幾乎完全依靠反射作用來解決行走問題,這就使得它能夠迅速對困擾它的任何事物做出反應,比如岩石擋住了「蠍腿」。它的頭部有兩個超聲波傳感器,如果踫到高出它身高50%的障礙物,它就會繞開。而且左邊的傳感器探測到障礙物時,它就會自動向右轉。

機器蠍子的研究計劃是由美洲國防高級研究工程部發起的,軍方之所以對機器蠍子產生濃厚的興趣就是希望能夠用它來進行軍事偵察活動。機器蠍子可以被派往特定的區域,並可通過尾巴上的相機來拍攝和傳送圖片。由于機器蠍子能自動尋找目的地,因此它尤其適合混亂的戰場,比如城鎮。

「熊貓」是亞洲設計的一款熊型機器人,不僅外表萌態可掬,還能做很多護理工作。熊貓不僅可以抱起病人,還可以為病人的站立和行走提供支撐。熊形的外表很容易讓人聯想到小時候抱在手里的泰迪熊玩具。

比起面無表情的常規機器人來說,「熊貓」想必也更能讓被護理者感到安心吧。

「熊貓」實際上已經是第三款護理機器人了。比起上一代而言,「熊貓」更輕,只有140kg,,比前者輕了90kg;而且底座更小行動更加自如。在細節上,「熊貓」也做了進一步的優化。

例如內部的齒輪制動器下移了位置,這樣機器人的關節便能更加精確、快速地活動;增加的緩沖制動處理器讓機器人的動作更加輕柔緩慢。除了內置處理器的幫助,機器人變得「溫柔」的奧秘還在于采用智能橡膠、觸覺傳感器以及扭矩傳感器,通過它們對病人進行感知,讓病人不致受傷。

從目前的研究現狀看,機器人面對的關鍵技術均有了長足進步,但還有相當多的問題要解決。控制論專家認為機器人可以具備的智能水平的極限並未達到,問題不光在于計算機的運算速度不夠快和感覺傳感器種類少,而且在于其他方面,如缺乏編制機器人理智行為程序的設計思想。

對于機器人技術,大家關心的一個問題為是否需要采用專用的人工智能芯片。目前探索的一個方向被稱作混血計算,是指用通用處理器和其他架構一起合作來進行計算,不過這還處于早期探索階段。

人們現在還不能預料未來機器人的新用途,因為世界上有很多形式的機器人,包括汽車中的智能軟件、自動導航系統,實際上這也是機器人的功能之一。

可以預見,未來服務機器人有不少有趣的應用,但從技術實現的角度看還存在諸多挑戰。未來高級智能機器人還會具備多樣化的變形功能,比方從人形狀態變成一輛豪華汽車,載著主人到想去的任何地方。這種比較理想的設想在未來都是有可能實現的。

人工智能給人類社會帶來的變革似乎不像歷次科技革命那樣僅僅停留在延伸人的體力和腦力上,而是進入了人和機器共同演化的時代。

機器人革命不是一場獨立的革命,而是以數字化、智能化、網絡化為特征的新一輪工業革命的有機組成部分。

如果說以前的工業革命通過裝備的自動化和標準化實現了機器對人的體力勞動的替代,「機器人革命」則通過人工智能機器人推動了機器對人的腦力勞動的替代。

機器人的進化有兩個方面,即能力和功能的拓展。讓機器人實施一個功能,比如開車、掃地或者唱歌,目前已經都能做到。

但是對于能力的培養,即機器人要能自我學習,這在目前的人工智能研究中是一個很大的挑戰。從這一點上看,機器人想超越人目前還難以實現。

所以,讓機器人具備人的功能不難,而能夠達到和人同樣的能力尤其是學習能力並非易事。現在很多研究都是想讓機器人更加聰明,譬如具備行為能力、博弈能力。而人與人之間的博弈不僅看輸贏,很多時候是基于人的意識情感。

一個機器人比一個人或者一群人聰明是完全可以做到的,但機器人要超過人類的整體智能目前仍為時尚早。機器人是集新材料、新工藝、新能源、全球定位導航、移動互聯網、雲計算、大數據、自動化等多種學科和技術的產物,是人類社會走向智慧生活的重要伴侶。

所以,機器人學不是一般的學科和專業的集合,而是多個交叉學科的綜合。

機器人革命是世界性、時代性的,有人擔心機器人到來以後很多人就沒有事干了。這種擔心是不必要的,因為在機器人時代一些人會轉行去制造新機器人,一些人會轉行成為懂得維修、管理機器人的專業人才。

機器人不會有情緒,不會不守規矩。有人擔心人工智能可能會擺月兌人類的控制,反過來控制人類。這樣理解的威脅屬于消極的威脅,而從進化角度理解則是積極的威脅。

有人擔心都用機器人干活了,將來人手的功能是否會退化?人們天天坐在計算機旁,將來人類的大腦會不會越來越大,腿會不會越來越短?當然,進化的歷程是漫長的,真有可能的話也要在幾萬年以後。

現在最先進的機器人都有一個能夠讓人類實現完全控制的「關機鍵」,然而「關機鍵」發揮作用的前提是它在機器人的工作領域之外。舉個例子︰一個會下棋的機器人的工作領域僅限于與人對弈,它並不會覺察到它的人類對手可以拔掉它的電源終止博弈。

然而,超級智能機器人經過有意或者無意的程序設定,能夠全面了解周圍世界並對于有人可以動它們的「關機鍵」的後果做出預測,那麼人類就很難再控制它了。

目前這還只是理論上的推測,但是需要謹慎地認識到,超級智能機器人可能會僅受控于物理學定律和人們早期給智能機器人設定的程序。

早期的程序是基于人類十分有限的物理學知識設計的,如果面對一個智能機器人時人們給出的指令是「為人類創建更偉大的未來」,那麼最好能夠確定它會做出怎樣的反應。

基于超級計算機在很多領域的應用經驗,在具體領域中,人工智能能夠有效地降低風險。然而對于應用全面人工智能的領域,應持有謹慎的觀點。

超級計算機的認知系統和其他現代計算機系統一樣,是基于雲計算結構、運算法則和大量數據構建的。為了防止違規現象出現,這些系統的運轉是可以被記錄、追蹤和審查的。

這些認知系統不是在自主運轉,所以它們的指令、數據、結構需要采取一定的保護措施來防止人為的外部攻擊。任何接入、更新系統的人都是可控的,主要通過復雜的加密和數字簽名來保護數據,通過漏洞掃描和其他技術手段保護運算代碼,通過隔離等手段保護計算機結構。

超級計算機在醫療領域的應用是通過處理大量患者的醫療數據為醫生提供多種處理建議,但它不會給出診斷意見。

醫生會考慮它提出的建議,並綜合分析其他因素,然後做出最終的診斷。醫生在診斷中犯錯的主要原因在于醫生無法完全掌握關于某種疾病的全部信息,計算機能夠幫助醫生減少失誤,因為計算機能提供更加全面的醫療建議。

有史以來,人類一直通過制造工具來完成之前做不到的事情,每一代工具的產生都會引發人們對自然和工作方式的思考。

生產力提高,工作被重新定義,新的職業誕生,一些職業消失。計算機認知系統拓展了人類的思維能力,替代性的潛力更強。問題的關鍵是應該建立一個機構,快速培養專業人士,讓他們能夠將計算機認知系統作為助手輔助他們各自的工作。這些技能能夠加強人類的專業性,為「專家」設定一個全新的標準。

全面人工智能何時實現,甚至是否能夠實現,都存在很大的不確定性,但是不確定性並不是不去思考控制人工智能問題的借口。針對如何控制人工智能的問題,有針對性的研究剛剛開始,可能需要幾十年才能有結果。

可以把應用在具體領域的人工智能對人類的不良影響控制到最小的程度,這需要為機器設定人類的價值標準,設定工作原則和優先級,如與人類沖突的解決能力。具體領域的人工智能設計工作完成後,就能為設計出不危害人類的全面人工智能做好準備。

從學科基礎看,人工智能學科從「什麼是智能」的哲學問題出發,從原理上研究在「智能行為機械化」過程中的一些根本限制和技術原則。另一方面,機器人學科則從工程應用的角度出發,考慮如何實際制造滿足特定「智能化」要求的機器。

兩個領域是相輔相成的關系,機器人領域為人工智能領域提供實驗和實踐的機會,而人工智能領域為機器人領域提供知識儲備和技術工具。

目前機器人已經能夠勝任精確、重復性的工作,但很多時候它還不能夠靈活地為新任務進行自我調整,以應付一個不熟悉的或不確定的情景。不過,這些情況都在發生改變,機器人正在變得更加智能。

隨著機器人的應用需求不斷增加,人工智能相關技術不斷進步,硬件性能不斷提高,服務機器人近年來開始從實驗室走向家庭,並從掃地機器人等單一功能機器人向多功能機器人的方向發展。

感知主要是基于視覺、听覺及各種傳感器的信息處理。認知部分則負責更高層的語義處理,如推理、規劃、記憶、學習等。行為控制部分專門對機器人的行為進行控制。

機器人本身是人工智能的一個終極應用目標,所以談到機器人時,人們很容易聯想到人工智能。人工智能的確對于機器人非常重要,上面提到的機器人技術的3個部分都與人工智能相關。

從應用角度看,機器人由于有一定的自主性,能與人和環境交互,與之前的計算設備包括計算機、手機等相比,對智能的要求較高。

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