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漫谈智能机器人

供稿:中国工控网 2016/9/22 9:46:47

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  • 关键词: 智能机器人
  • 摘要:谈起机器人,人们往往会想到这样的场景:一个通体都是金属或者被人造皮肤包裹着的机器,有着人的模样,很好的智商,刀枪不入!是的,这是大多数科幻电影里的场景。在美国电影(诸如《终结者》、《机械公敌》等)里,都有这类事物。他们就是智能机器人!

 
  谈起机器人,人们往往会想到这样的场景:一个通体都是金属或者被人造皮肤包裹着的机器,有着人的模样,很好的智商,刀枪不入!是的,这是大多数科幻电影里的场景。在美国电影(诸如《终结者》、《机械公敌》等)里,都有这类事物。他们就是智能机器人! 
  谈起这类高智商的智能机器人人们充满惊喜,同时又带有恐惧,人们期待这高智商的人造物能代替人类去做那繁重的生产劳动,但又害怕这些优良的“奴隶”有朝一日会觉醒,起来反抗人类统治,将人类消灭掉!——因为这是完全符合自然哲学法则的——新的事物在旧的事物中被酝酿,时机成熟之时,他们就会破茧而出,从而取代旧事物! 
  要谈智能机器人还要从现在已有的技术谈起。其实,现在机器人的工业应用已经比较普遍,虽说我们很难见到,但在一些自动生产流水线上应用却极为普遍。比如说汽车的自动生产线,整条生产线仅仅需要几个技术人员去调试维修机器的工作状况,而那些劳累繁杂的体力劳动都交给了工业机器人,这些机器人并没有人的外形,也不能自主处理问题和自由运动,它们大都是由工程师事先编写好的程序来驱动,几乎每一步都已经规定好了,当然他们有一定的容错性,可以小范围的自我调整。就拿喷漆机器人来说吧,怎么喷,用多少漆,几乎一步步的都已经给定好了,不过他们又有一定的自我调节能力。 
  当然,以上所说的工业机器人与我们所预期的智能机器人还相差太多。现在,一些科研机构或者大公司的技术研发部门都在研发外形更像人或者智商更高的机器人。世博会上,日本向世界展示了他们的几款机器人,有的没有人的外形,但其智商足以为人们提供一定的家庭服务,如端茶送水或者打扫卫生。也有的具有了人的外形,而且可以像人类那样双腿直立行走,可以与人们进行简单的对话、可以手舞足蹈地随音乐跳舞、可以模仿人的表情和心理行为。美国一所大学的研究所也研发了一款智能机器人,他的肢体是各种乐器,这种机器人不光可以演奏已有的乐曲,还能自主的去谱写新的乐曲,可以说他有了学习和创造能力,智力相当于三四岁的小孩! 
  既然我们一直在研发智能机器人,那什么时候才能出现智商高、行动几乎与人类无差异的智能机器人呢?我觉着,要实现这个梦想,还需要先解决掉以下几个制约因素: 
  其一、人工智能。人类要解决机器人的智力问题,还是要不断去研究人脑,然后利用仿生学原理,去给机器人建立“仿生脑”。现在已经知道,人类的思维活动实质是大脑的化学反应和电活动。除了进一步发展脑科学,我们还要在电子设备上建立合适的模型去映射思维活动。关于机器人学习能力的建模,本人有个不成熟的观点,就是先对机器人获取的信息进行关键字提取,再对其中的关键词进行相关运算,将结果存储。在学习阶段,高频率的相关结果优先级高;在应用阶段,机器人根据输入信息的关键词与原数据匹配,优先按照匹配度高的关系执行事务。再根据执行结果与预期结果匹配。如果匹配度高,则巩固关系;否则,添加新的结果并修正优先级。 
  其二、超大规模集成电路技术。如果用当前的硬件生产技术来制造智能机器人无异于当年用电子管设计第一台计算机。研发出来的必将是个庞然大物,然智商却不一定很高。当前的集成电路技术已接近极限,由于计算过程的不可逆操作产生了大量耗能,这严重地影响了芯片的集成度;还有就是数量级过低的生产工艺虽说满足了超高集成度,但分子和原子的影响越来越明显。对此,科学家们又提出了量子计算机的概念,希望控制原子或小分子的状态,来记录和运算信息。现已证明,量子计算机计算速度相当可观,而且他不再是二进制运算,而是使用与量子多状态相匹配的多进制运算。 
  其三、伦理。智能机器人一旦诞生,其高智商决定了,他们不可能作为人类的附属品,完全听命于人类,他们将会融入人类社会、融入人类家庭。所以,我们要转变传统的伦理观念,把智能机器人视作人类社会的一部分。当然为了安全起见,我们要对他们进行出厂设置,以确保他们在根源上是不会去主动地危害人类,并能够进行自我保护。对此,在电影《机械公敌》中应用了“机器人三大定律”来控制机器人的初始行为,它们是: 
  第一定律——机器人不得伤害人类,也不得见到人类受伤害而袖手旁观。 
  第二定律——机器人应该服从人类的一切命令,但不得违反第一定律。 
  其三定律——机器人应该保护自身安全,但不得违反第一、第二定律。 
  说了这么多,那么智能机器人在未来社会到底有什么用呢?下面我们说说他们在不同应用领域的作为! 
  第一、家庭机器人。“科技改变生活”,我想,对普通老百姓来说,最为直接的影响莫过于家里有了个“智能助手”。当前,随着物联网的发展,“智能家居”这一理念已经被广泛宣传,家庭里的各种电子设备在一个中央电脑的控制下,协调工作——可以根据预设的事务去按部就班地执行——比如智能开关灯、开关门、自动提醒食物储备状况、自动给宠物投放食物、自动开关空调等等。但是,还有些家务是它们没法完成的——而这正是家庭机器人的优势了——“炒菜机器人”可以在开饭之前给你的家庭准备好美味的食物;“清洁机器人”会自动的打扫地面、处理垃圾;当然,会有种“类人机器人”,它们有人的外形,像人一样直立行走,可与人进行语言交流而且它们有足够的智商为您出谋划策和提供情感安慰。 
  第二、医学机器人。如今,医学辅助机器人已经比较常见,他们使外科手术变得微创伤、易恢复,大大减少了病人的痛苦。在未来世界,拥有完全自主执行外科手术能力的机器人将会出现,他们是集成了外科手术器件的机器床。随着纳米技术的发展,纳米机器人将大展神威,他们被注入人体,在血液循环系统和淋巴系统中游走,可以及时疏通即将堵塞的血管,大大减少心脑疾病的发病率。   第三、军事机器人。其实,军事才是人工智能高速发展的原动力。人类天生好战,为了占有或者保卫生存地盘,战争从未结束过。未来战争将是“无人化”战争,这就意味着,未来战争的人员伤亡将会大大减少,打地不再是人口实力,而是科技实力。“无人机”、“无人舰”、“无人潜艇”等无人化武器正在许多科技强国中飞速发展,而且已经开始初步应用到最近的几次战争中。虽说,现在大多无人化武器还是由专业人员进行远程遥控,但当第一个足够聪明的小型大脑被制造出来后,他们就第一时间被应用于“无人化战争”。 
  第四、社会管理机器人。我想大家对“智能交通系统”应该有所了解吧!目前,这种系统还处于研发阶段。它是通过道路上固定的传感器来采集车辆信息、交通状况,然后把这些信息处理后,发送给特定的车辆,以便为司机的决断提供依据。未来“智能交通系统”将结合人工智能进行质变性地升级。 
  道路传感器收集的信息由“大脑”——一台超级计算机,可以高速处理大量的信息——进行直接处理,“大脑”将信息反馈到特定的“智能汽车”,“智能汽车”收到信息后,提醒司机进行处理,并咨询是手动控制,还是自动控制;对于“智能汽车”它们利用自身的环境传感器及时分析周边环境,判断出潜在危险,提醒司机是改为手动驾驶,还是任然自动驾驶。 
  这样,这些智能化的交通系统将可以大大减少交通事故的发生率。 
  第五、 太空机器人。机器人的环境适应能力要远远超过人类,它们有耐低温、耐高温、耐无氧、不需要食物等优良的特性。这样,机器人成为了太空探索与开发的绝佳人选。“星球移民”这个词,大家应该不陌生吧!为人类寻找“第二个家园”是许多科技工作者从未放弃过的理想,但由于种种限制,这个计划的进程一直比较缓慢。随着智能机器人的诞生,这个问题将会被解决掉。这些智能机器人可以在“目标星球”(比如火星)上自主完成规定的任务。它们是“星球移民”的急先锋,被第一批运到“目标星球”,从事改造大气和建设“居民区堡垒”的任务。这些机器人有做够的智力进行故障排除与自我维修,无需担心它们的维护问题。 
  前面我们简单的介绍了机器人的几大用途,那如何良好地对机器人进行管理呢?之前,我们提到了对机器人进行初始化约束,从最根本上控制机器人的行为。还有就是,对于机器人的生产、销毁和升级我们不得提出一套自主管理体系。 
  我的想法是这样的,我们可以模仿蚂蚁的“社会体系”,由类似于蚁后的“大脑”——这个没有行动能力的中央机器人——进行自主控制。“大脑”分析各类信息,获得机器人的需求量和需求类型,向人类提出建议,建议被修正允许后,“大脑”通知“机器人自动生产车间”,按需求生产机器人。当机器人出现不可修复性错误后,将会报警,并将其人工智能抹除掉。那什么是升级呢?我是这样认为的,对机器人部分功能性硬件或者程序进行性能提升,使机器人能够更好地完成任务。在用户允许的前提下,机器人可以到“升级厅”进行硬件更换或者软件升级。 
  以上是我们不成熟的想法,是对未来机器人和人类社会的展望。但我们相信,这是时代即将到来了!

审核编辑(王静)
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