人类该如何跟机器人——这个自然界中的新物种相处?
在比尔·盖茨的视野中,机器人产业早已被预见为下一个重要的产业,这一预测在十几年前就已明确。虽然机器人在科幻电影中已经留下了深深的印记,但它们的实际研发历程却始于更为朴实的起点。
初期的机器人研发主要集中在工业自动化的“机器手”,这些机器手在汽车工业的自动装配生产线上发挥着重要作用。真正引起广泛讨论的“人形机器人”,是最近几年随着科技进步的浪潮而诞生的。
科技的飞速发展,特别是通信技术、半导体芯片、软件、人工智能、视频技术、传感器等领域的进步,为人形机器人的诞生和产业化奠定了坚实的基础。随着智能手机和智能硬件的迅猛发展,人形机器人技术日新月异。
回顾自20世纪发展起来的制造业“批量生产”方法,我们见证了机器从需要人工操作的“笨”机器到被编程执行各种任务的计算机控制的转变。如今,全球已有大约150万台工业机器人,预计到2017年底将达到200万台。这些机器人在各个领域发挥着重要作用,大大解放了劳动力。
当机器人进入家庭时,它们的功能将远不止像扫地机器人那么简单。我们需要将机器人提升到情感交流的级别,实现更为流畅的沟通和交流。工厂里的机器人主要关注完成任务,而家用机器人则需要随时与人互动,响应人的需求。
日本研究机器人专业的教授莫里早在20世纪70年代就意识到,机器人的外形需要尽可能人性化,才能使人感到亲切。为了实现这一目标,我们需要为机器人设计头部、可移动的双脚和手臂等硬件部件。
人形机器人的挑战在于如何让其行走稳定、能够上下楼梯、奔跑如人,甚至超越人类的能力,如攀爬完全垂直的墙面或栅栏,或一跳就可到达屋顶。这需要先进的硬件和软件技术的结合,包括传感器阵列、实时数据处理、伺服电机控制等。例如,美国一家公司的Atlas人形机器人就具备这种能力,它可以通过复杂的算法保持平衡,即使在受到外力推挤时也能迅速恢复稳定。
近年来,开源硬件平台的出现为机器人开发提供了巨大的便利。开发者可以在这些平台上进行二次开发,下载源代码、使用3D打印机打印部件并自行组装。
要让机器人真正实现与人类的高效互动,还需要依赖人工智能。人工智能的应用已经超越了围棋领域,广泛应用于医药诊断、金融贸易、法律、科学计算以及各类App等。在机器人领域,人工智能的应用主要体现在图像识别、语音识别等方面。人形机器人需要能够识别和理解人类的语言,为此,研究者一直在努力提高自然语言识别算法的识别率。虽然20世纪90年代的识别率仅为70%,但随着技术的不断进步,这一领域仍有巨大的发展空间。
随着科技的飞速发展,人形机器人已经成为现实并展现出巨大的潜力。未来,它们将在各个领域发挥重要作用,与人类共同创造更美好的生活。从云计算与大数据的交融大约在2012年左右开始,才使人工智能识别技术取得了飞跃性的进展,识别率飙升到了93%以上。在这背后,一个关键的技术推动力就是“深度学习”。通过大数据的自我训练,电脑逐渐学会了如何更有效地识别和处理信息,数据越丰富,其识别的准确率就越高。专家预测,在不久的将来,这一识别率可能会达到惊人的97%。
谈及人形机器人的打造,除了硬件技术,还需要两大灵魂的注入——“人工情感”与“人工意识”。通过深入研究这两个领域,不仅可以推动人工智能技术的进一步突破,更能打造出更加高端、人性化、更贴近人类的机器人。
要想让机器人实现情感交流,首先得让它们读懂人类的情感。这涉及到对人类的情感表达进行深度识别,比如面部表情、声音语调、姿势举止等。我们的面部肌肉、眼睛、鼻子等都会随着情感的波动而发生变化,而声音语调同样能反映出我们的情绪状态。把这些复杂的情感表达转化为可识别的数学模型,再通过算法进行编程,最后由处理器实时运算并反馈到机器人身上,让它们得以展示情感。
人形机器人的研发速度超乎我们的想象。不仅跟随智能硬件和人工智能的发展步伐,众多科技巨头如阿里巴巴、软银、鸿海以及谷歌等都已投入巨资进行研发。人形机器人的技术突破需要在机械动作、认知和思考、传感识别等领域取得进展。其中,日本软银发布的Pepper机器人就是一个显著的里程碑。它不仅能认识家人,还能教英文、写日记、唱歌跳舞等。尽管目前它还存在一些局限,如无法搬重物、走楼梯等,但它的出现为我们描绘了一个美好的未来蓝图。
展望未来,我们期待人形机器人能更贴近人类,会走路、奔跑、做家务、思考、工作、娱乐,并具备情感交流能力。这种机器人将成为我们生活中的一部分,帮助看病、驾驶、购物等。人类如何与机器人相处成为了一个重要的议题。除了经济效益,机器人对人类社会、心理、经济、法律等方面都将产生影响。我们需要思考如何界定机器人的行为责任,以及当机器人受到损害时如何界定责任归属。也有科幻作家提议通过编程方法来规范机器人的行为,确保其不会损害人类。
当我们所想象的机器人逐渐具备感知和认知能力,拥有“思想”时,它们的角色将不再仅仅是“奴隶”。利用生物打印、人工合成生物、自组装纳米科技等先进科技,我们将创造出越来越接近真实生命体的机器人。这不仅将改变机器人的制造方式,还将影响人类在医学领域的研究和应用。最终,这些机器人将成为我们生活中的“公民”,与我们共同生活和工作。我们需要认真准备,迎接这个新时代的到来。