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電影里面的機器人離我們到底有多遠

電影里面的機器人離我們到底有多遠？科幻電影是未來的現(xiàn)實

1968 年，庫布里克的《2001 漫游太空》橫空出世，開啟了現(xiàn)代科幻電影的紀(jì)元。機器人，則是科幻電影中不可或缺的主題。

我們既能在《環(huán)太平洋》中，看到人類駕馭著巨大的人形機器與海底怪獸搏斗；也能在《機器管家》中看到機器人的自我認知，想要移情于人。我們在《終結(jié)者》中看到機器人對造物主的無情反噬，也在《我，機器人》中看到人類的未雨綢繆 —— 對機器人三定律的解讀。

電影《我，機器人》

那么，從可愛如《機器人瓦力》中的 WALL·E 到能守護整個地球的變形金剛擎天柱，當(dāng)我們談?wù)摍C器人的時候，我們究竟在談?wù)撌裁矗?br />
機器人，包括一切模擬人類行為或思想，以及模擬其他生物的機械（如機器貓、機器狗等）。狹義上對機器人的定義和分類尚有許多爭議，本文我們僅談?wù)摽梢越邮苋祟愔笓]，根據(jù)預(yù)定程序或人工智能技術(shù)執(zhí)行行動的智能機器人。

▎智能機器人發(fā)展程度怎么樣了？

2018 年，芯片業(yè)的摩爾定律早已失效，無人機、無人車的發(fā)展也如火如荼，在軟件算法方面，被譽為人類智慧皇冠上的明珠 —— 圍棋，也已經(jīng)被 AlphaGo 戰(zhàn)勝?？墒茄芯苛藥资甑闹悄軝C器人，似乎還顯得蠢蠢的？

我們需要從智能機器人的發(fā)展談起：

90 年代，Honda 發(fā)布了一系列人形機器人，這些機器人還稱不上「智能」，但是卻解決了自動化的問題 —— 讓機器人能夠直立行走；

2001 年，美國麻省理工學(xué)院研發(fā)了世界上第一個有模擬感情的機器人，這意味著研發(fā)開始走向智慧領(lǐng)域；

近 5 年，人工智能（Artificial Intelligence）有了長足發(fā)展，使得機器能夠勝任更多通常需要人類智慧才能完成的復(fù)雜工作；

在 2018 年，波士頓動力公司研發(fā)的系列機器人，在運動能力上驚艷世人 —— 不僅能夠完成常規(guī)的走路、奔跑、跳躍，甚至能夠完成后空翻這種超高難度動作。

至此，智能機器人的研發(fā)，完成了硬件和軟件兩方面的積淀。盡管在理論上，要做出外觀、行為和思想上都非常接近真人的機器人尚有很大難度，但在未來并不是不可能的事。

▎智能機器人的研發(fā)難點

科技的發(fā)展，最終還是服務(wù)于人。有別于巨大的工業(yè)機器人，個人智能機器人顯然更能走進人類生活，像智能手機一樣與人類交互、服務(wù)于人類。

從機器人的發(fā)展歷程上我們能看到，研發(fā)的難點主要還是在這兩個大類 —— 硬件和軟件。

一、硬件

1. 人形外觀

幾乎所有的科幻電影中，機器人的形象都殊途同歸 —— 人類外觀。

但是在生物進化學(xué)上，人體結(jié)構(gòu)并不是個理想的運動形態(tài)。在目前機器人行業(yè)中，運動能力強的，體積都很大，不方便個人攜帶；而體積小的，功能單一，難以實現(xiàn)多場景應(yīng)用。

這方面還將會涉及機械設(shè)計和材料學(xué)，本文限于篇幅，不冗述。

HONDA - ASIMO

2. 控制和驅(qū)動系統(tǒng)

如果智能機器人不具備自主運動的能力，那和電腦有什么區(qū)別？然而一個完備的控制系統(tǒng) + 驅(qū)動系統(tǒng)的復(fù)雜程度，卻大大超乎了我們的想象。

不信？你看 —— 完成一項「行走」動作，在驅(qū)動方式上首先要抬起左腳，與此同時右手往前、左手向后進行擺臂動作。右腳跟離地并向上，輔以右腳趾發(fā)力、右膝彎曲，共同完成右腳蹬地運動。接著，左腳著地，雙手反方向擺臂復(fù)原。重心前移，右腿伸直復(fù)原。在整個過程中，基座的重心位置都是在變化的，如何維持平衡？

何況，行走的路面有平坦的，也有彎曲的，甚至還有崎嶇的山路。

而這僅僅是足部的運動。若再加上機械臂和機械手的控制，那就更難了。要知道，拿起一塊石頭和拿起一枚雞蛋是完全不同的環(huán)境。

在這方面，除了需要結(jié)構(gòu)光測距、陀螺儀、加速度等各類傳感器，還需要高精度伺服舵機等硬件來完成最終動作。

二、軟件算法

這是大眾最能直接感受到機器人的「智能」的地方了，但也是為什么大眾會覺得智能機器人的發(fā)展不盡如人意的地方 —— 對于科學(xué)計算，20 元的計算器已經(jīng)能完成得很好，而物體識別，AR 測距僅僅在最近才普及到普通用戶的設(shè)備上。

所以，與其問機器人什么時候能幫我洗衣做飯，不如問機器人如何獲得能夠有效泛化到各種現(xiàn)實世界物體和環(huán)境的技能？

答案是深度學(xué)習(xí) 和強化學(xué)習(xí)。

深度學(xué)習(xí)適合處理非結(jié)構(gòu)化的現(xiàn)實世界場景；

而強化學(xué)習(xí)可以實現(xiàn)更長期的推理，并展現(xiàn)出更復(fù)雜、更強大的順序決策能力。

此外，這些研究還需要基于大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，才能完成學(xué)習(xí)策略的實現(xiàn)。

其實，機器人與現(xiàn)實世界交互的難點在于 —— 現(xiàn)實世界的物體具有各種不同的視覺和物理屬性，接觸面的細微差別都會使物體的運動難以預(yù)測。因此，設(shè)計出一種能夠觀察周圍環(huán)境和確定最佳行動方案，同時對意外結(jié)果做出反應(yīng)的機器人，大致上就是人們預(yù)期的「智能機器人」。

正如人類擁有自己的社交網(wǎng)，機器人也需要構(gòu)建自身的「內(nèi)容生態(tài)」—— 它能夠接入大部分日常生活所需的服務(wù)內(nèi)容商，使用戶能夠通過機器人獲得便利的服務(wù)。比方說通過查詢天氣和日程，幫助人們制定旅行計劃；或者接入教育類網(wǎng)站，幫助孩子學(xué)習(xí)等等。

「智能 + 內(nèi)容生態(tài)」才能讓機器人融入我們的生活中。

電影《機器管家》

▎個人智能機器人將會走向何方？

對于機器人這項大類，我們還是需要分清不同機器人的區(qū)別。

其實很多人并不太了解機器人的定義和分類，加之科幻電影在幾十年前就為我們描繪過一個美好的未來圖景，而對機器人的技術(shù)發(fā)展期望過高。要知道，所有科幻作品中對于現(xiàn)實的啟示，都需要通過技術(shù)來一步一步實現(xiàn)。

由于汽車工業(yè)和電子電器行業(yè)的高速成長，工業(yè)機器人、科研機器人等應(yīng)用領(lǐng)域類型的機器人發(fā)展勢頭良好。但是大眾更熟悉的還是個人智能機器人。

盡管我們暫時不能賦予機器人以「人類智慧」的能力。但是得益于工業(yè)機器人的廣泛運用，各方面控制驅(qū)動技術(shù)、甚至包括圖像視覺等技術(shù)的成熟，個人智能機器人從「站不穩(wěn)」到能夠「后空翻」，從只會算數(shù)，到能進行語義識別、理解人類語言并且與人類進行簡單的交互，這些足以讓我們對未來有著更現(xiàn)實的憧憬。

某種程度上，我們幾乎可以說，個人智能機器人將會是人類在智能手機、智能穿戴設(shè)備后下一階段的智能產(chǎn)品 —— 它非常便攜，能夠陪伴在我們身邊；它也非常全能，能夠理解我們的需求，幫我們處理生活中的各項事務(wù)；它還非常聰明，在互動的過程中幫助我們看到更大的世界。它會是我們的全能小管家，也會是我們的良師益友。

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