作者:文/图 新华社 来源:大众科技报(2010-06-22)A4版 热点追踪

5月19日,上海世博会日本馆,仿人机器人HRP—2向观众展示自己的平衡能力。

五月十九日,上海世博会日本馆,一名工作人员在展示一台可以穿在身上的人工控制型机器人,这台机器人可以帮助使用者轻松举起一百公斤的重物。

5月19日,上海世博会日本馆,两名工作人员在展示已经在日本投入商用的清扫机器人。

5月19日,上海世博会日本馆,观众与一台可以与人“对话”的机器人交流互动。

5月19日,上海世博会日本馆,一名观众在现场体验搬运机器人的功能。

5月19日,上海世博会日本馆,一名观众在活动现场体验行走辅助机器人,这种机器人可以帮助行走不便的老年人出行。
从最初的梦想,到如今的现实。人工智能的点滴进步,都会给人们的工作、学习和生活带来很大的改变。机器人,作为本次世博会的科技热点,毫无悬念地引来了众多人关注的目光。
世博会日本馆,长着一双黑色大眼睛的机器人手执小提琴走上舞台,微微颔首,开始演奏观众熟悉的中国民歌《茉莉花》。如果不是其身后的大屏幕显示它用手指按压琴弦的动作,很难相信这样悠扬的琴声出自一个机器人之手。一曲终了,机器人高高举起拿着琴弓的右手向观众致意,赢得一阵热烈的掌声。
意大利馆第三区域,一个正在拼图的红色柯马机器人引来小朋友的围观和赞叹。它不停变换一套积木的摆放顺序,将其拼成中国国旗、意大利国旗、世博会徽标以及吉祥物海宝的图案。
机器人及人工智能技术是本次世博会的科技热点之一,而在日常生活中,机器人的发展与变迁以及未来的发展趋势也是人们津津乐道的话题。
完成时 勤勉劳动力人类好帮手
在素有“机器人王国”之称的日本,机器人的研发和应用已不再局限于制造行业,面向服务业的机器人技术日渐成熟:如三菱重工业公司的机器人保姆“若丸”,能给主人读电子邮件、报告新闻头条,能记住主人的生日和结婚纪念日,还能看家护院;早稻田大学的护理机器人“Twendy-One”,能帮助老年人和残疾人起床,为他们准备早餐,陪他们聊天;还有本田公司的类人型机器人阿西莫,可以“完全”充当一名家庭成员。
日本近年来研发的新一代机器人还开始应用于反恐、救灾和资源探索等领域。比如,2008年北海道洞爷湖举办八国峰会期间,东京警方在反恐演练中引入了遥控引爆机器人,这种机器人不仅能通过机械手排除车辆前的不明物体,还能依靠红外线摄像机检查不明物的内部情况。
法国机器人制造业的起步是出于核电站建设的需求,如今,法国的机器人在医疗、科学探测和工程作业等方面发挥着重要的作用。比如2008年法国研发成功的一款机器人麻醉师,目前已完成数百例临床试验。这款机器人的光谱监测仪能记录病人大脑的活动情况,从而测知麻醉情况,准确控制麻醉剂的使用量。
而在比利时南部畜牧业较发达的瓦隆大区,机器人挤奶系统广受欢迎。每套机器人挤奶系统每天可为50至60头奶牛挤奶,大多数奶牛每天挤奶3次。机器人挤奶系统可储存和跟踪奶牛的相关信息,如每头奶牛的挤奶时间、以往的产奶量及预期产奶量,同时还能监测奶牛对挤奶器的反应是否正常及挤出的牛奶是否正常。这些信息都会传输到牧场管理数据库中,分析工具可以帮助牧场管理员了解和评估每头奶牛的状态和牛奶产量等。
瑞典查尔莫斯科技大学开发出的球形机器人能够在泥浆、沙土以及雪地等各种地形条件下顺利前进,因此能和其他安全救援设备合作完成各种救援任务。目前球形机器人已实现商业化。
进行时 上天又入海本领频升级
美国是机器人的发源地,而目前机器人的数量远远少于日本,原因之一是美国部分工人曾经认为机器人会抢他们的饭碗,不欢迎机器人,这抑制了机器人的发展。与之相对照,日本由于劳动力短缺,政府和企业都积极发展机器人,成就了今天的机器人大国。而现在,世界各国都认识到机器人是推动未来各行各业发展的重要力量,纷纷上马各类机器人研发项目,依靠政策推动机器人及其技术的普及。
德国有多个研究项目,专注于类人型机器人的各种局部课题。据德国机器人协会理事会成员、卡尔斯鲁厄大学人体机械学院工程博士塔明·阿斯福尔介绍,慕尼黑工业大学应用机械学院的“约翰尼”和“洛拉”项目,专注于双腿类人型机器人智能行走的问题,以让机器人模仿人类行走的姿态和速度。比勒费尔德大学则专攻机器人手臂抓握、控制以及人工智能等课题,他们以日本的阿西莫为基础,尝试改进其认知能力。
日本政府对使用机器人的企业实施了一系列优惠政策,诸如给予减税、贷款优惠等等。除此之外,政府还向机器人制造商实施了优惠税制、帮助融资等多项政策,鼓励机器人技术的研发和创新。
另一方面,为保持该领域的国际竞争力和优势地位,日本政府近年来提出了包括机器人产业在内的新产业创造战略,希望通过产业界、科研机构和大学联手来大规模开发新一代机器人,并培养相关领域的优秀人才。其中,以名古屋为中心的东海地区要将机器人培育为继汽车产业后新的支柱产业。
在多种因素的推动下,许多国家的机器人本领日益高强,可谓“上天入海,无所不能”。
美国航天局下属喷气推进实验室等机构研发的新型水下机器人今年3月已经完成为期3个月的首轮耐力试验。这款以天然和可再生海水热量为动力的机器人已300多次成功潜入海面以下500米。
日本东大阪宇宙开发协会已准备向月球发送能双脚步行的机器人,实施月表地质调查,并通过在月球表面观测天体发现新行星。
意大利比萨圣安娜大学微工程研究中心正在进行“水下网络机器人”的研发工作,设计中的这款机器人能够在大海、湖泊、河流等不同水域工作,未来将可能在处理生态灾难中发挥重要作用。
各种机器人不仅在宏观领域大显身手,也正努力拓展在微观世界的服务能力。美国哥伦比亚大学、亚利桑那州立大学等机构的科学家今年5月就刚刚研发出一种能在人工环境中移动、变向和停止的分子机器人。这种分子机器人能在人工设置的寡核苷酸引导下,在宽2纳米、长100纳米的范围内移动。将来,这种机器人可在医学领域用于修复受损组织、携带药物,还可以被释放到细胞膜上执行任务。
将来时 安全需保障五关待突破
越来越多的各类机器人活跃在人类生产、生活的多个领域,而要实现机器人真正融入社会,普及至一般家庭,除目前机器人高昂的价格是一个主要障碍外,如何确保机器人的安全性正成为研发机构和制造商面临的首要课题。但目前的机器人还没有自我意识,不具备自律能力,一旦出现故障,很可能伤及人类。
为防范在服务业使用的机器人发生事故,日本经济产业省已制定相关安全指导方针,要求研究机构加大力度开发传感器等核心技术,在确保机器人能紧急停止和避免碰撞方面下工夫。此外,政府相关部门还在商讨设置对机器人进行安全试验的第三方机构,完善发生事故时伤害保险和赔偿的相关法律。
机器人面临的另一个课题是实现高智能化。现有的大部分机器人只能应对事先编入程序的问题,而未来的机器人则应具备从周围环境中学习新知识、根据所学改变自身,以及从容应对环境变化的能力。
从基础技术层面来看,机器人真正走进社会生活还需攻克五个关键的技术障碍:电脑运算能力、感应技术、供电、发动机以及软件程序,但目前除了电脑运算能力和感应技术外,其他几项技术还没有重大突破。
正如德国机器人协会理事会成员、卡尔斯鲁厄大学人体机械学院工程博士塔明·阿斯福尔所说,机器人是一门非常复杂的学科,涉及计算机语言、机械、电子、自动控制以及人工智能等众多学科。但是包括类人型机器人在内的各种机器人未来将得到广泛应用,它们会成为人类的助手和伙伴,将显著提高人类的生活质量。
■科学随想
置身“机器时代”
尹传红
幻想和现实伴随着科学的进步,越走越近了。上月中旬,我在第十三届北京科博会上,见到了各式各样的机器人:可以边弹琴边打架子鼓的音乐机器人,可以帮忙维持交通秩序的交通协管机器人,可以帮着干家务活的自动洗菜浇花机器人,可以自动种树的荒原植树机器人,可以进行探路搜救的微小型自主侦察机器人。
而本版文章介绍、眼下正亮相于上海世博会的一些机器人,其智能化程度更高,本领也更大,给人们带来了更多的惊喜。可以想见,当越来越多的机器人出现在人类生产的诸多领域,它们真正融入社会乃至向一般家庭普及,也许为时不远了。顺理成章的是,机器人的功能与应用,以及智能机器未来的发展趋势也成为人们所关注的热门话题。
其实,早在半个多世纪以前,美国著名学者刘易斯·芒福德就在其科学史巨著《技术与文明》中颇有见地地指出:过去,西方世界的一个典型特征就是对机器体系的被动依赖,这实际上是放弃生活的一种表现……那些崇拜机器所显示出来的巨大力量的人们,其实是在掩饰自己内心的虚弱。在我们眼中,机器文明不是绝对的。机器文明的一切机制都必须服从人的目的,人的需求。
在芒福德看来,在既往的1000年间,由于机器的发明和使用,西方文明的物质基础和文化形式发生了深刻的变化。正是当我们人在社会层面不能很好地合作、在人格层面分崩离析的时候,很多机器才开始繁荣起来。我们要做的是,在与机器体系相处的过程中,善于运用自己的想象、智慧和社会责任。
而“安全保障”无疑是人类开发机器人所要履行的一个重要的社会责任。当今时代,社会面临的问题越来越复杂,机器越来越智能化,人类对机器的依赖性越来越强……会不会有那么一天,机器或机器人将具备自主意识,或被不轨之人设计利用行不轨之事?对这些常被视作“杞人之忧”的幻想,我们难道不应该加以防范吗(尽管看起来离我们的现实生活似乎还很远)?
不过,置身“机器时代”,我们也有理由对此持乐观态度:人类与机器至少有可能建立一种共生关系。机器人或计算机不会取代我们的地位,而会作为我们的朋友和同盟者,跟我们一道走向光辉灿烂的未来——只要我们在此之前不要自我毁灭。更有人工智能专家大胆设想:智能机器人实际上是人类演化的后代,它们从我们人类中成长,学习我们的技能,与我们拥有共同的价值标准,可以看成是我们人类思维的后代。
或许,我们与机器的关系将会决定21世纪是什么样子,我们允许机器所“知道”以及所做事情的范围,将为下一个千年确定方向。很有可能,未来的人们将能够把他们的思想加载到高级计算机中,由此转化形式,使得自己可以永远生存下去,实现“长生”梦想。而在此之前的一幅图景则是:学会使用计算机与机器人,已成为未来人类接受文明的重要条件,就像过去人们要立足于社会,就必须学会读书、写字一样。





