科技巨头 助推机器换人

　　□宗禾

　　导读：按照谷歌计划，将在世界范围内普及无人驾驶汽车。有了无人驾驶汽车后一切都不一样了，人们不再需要人手一辆汽车，也不需要那么多的停车场，需要的时候车就会到来。同样，使用机器人可代替众多需要人完成的工作。不久的将来，随着机器人制造业的崛起，许多需要人亲自完成的工作都会被机器人所取代，人们则可以节省出时间做自己的事情。

　　1.人工智能技术孕育新突破

　　谷歌公司的两位联合创始人拉里·佩奇和塞吉·布林日前表示，谷歌未来的业务拓展重点将放在交通和机器人等领域，力求使社会尽早步入更为现代化的人工智能时代。

　　谷歌表示，人工智能系统是支持和完善众多科技项目的核心。无论是无人驾驶汽车还是智能机器人，都离不开人工智能技术，两人也表示，研发出一台能够实现自我学习和自我思考的机器是他们的终极目标。

　　目前，硅谷最新的军备竞赛是建造最好的人造大脑。谷歌以及其他技术巨头们都使出浑身解数，希望能将人工智能领域的顶级科学家招致麾下。与此同时，这些公司也砸下重金，这么大手笔的最终目的只有一个，那就是研制出能更好地像人类一样思考的计算机。

　　日前有外媒报道，微软也斥巨资开发人工智能。在一年一度的研究院学术峰会上展示了人工智能技术的最新研究成果——一个名为“亚当计划”的应用，可以像亚马逊的Fire手机一样分辨周遭场景。虽然这款应用还处于研发阶段，但前景光明。微软表示，“亚当”可高度精确地模仿人脑，高速运转的电脑可以像人类的神经系统一样建立和储存数据。

　　2.谷歌的制造业机器人项目

　　电商巨头亚马逊用无人机送包裹的计划已经让人匪夷所思，但谷歌打算更前行一步——或许有一天你会见到一个机器人开着谷歌无人汽车到你家门口送东西。

　　《纽约时报》援引知情人士消息称，谷歌已收购了7家科技公司用于研发机器人项目，背后的推手正是谷歌Android(安卓)之父安迪·鲁宾(Andy Rubin)。这些机器人将主要针对制造业市场，而非消费市场(Android一词的本义指“机器人”，同时也是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称)。

　　谷歌首席执行长拉里·佩奇(Larry Page)通过社交网络Google+确认了上述消息，并称现在谈论成败还为时过早，但自己已经等不及了。《纽约时报》称，谷歌并未透露投资规模，意味着这并非一个玩票项目。

　　《纽约时报》称，去年，谷歌收购了包括日本公司Schaft在内的7家有关机器人和人工智能的创业公司，还有Industrial Perception、Meka、Redwood Robotics、Bot & Dolly、Autofuss和Holomni。这些公司已经可以开发出制造一个灵活机器人所需的技术，但鲁宾表示，正在寻求更多的收购。

　　知情人士称，谷歌并不打算将这些机器人投入消费市场，而是瞄准了制造业，例如电子装配工作，并希望与亚马逊等公司在零售业展开竞争。按照专家们的说法，从工厂到装配、运输货物，再到消费者手中，这个环节中的部分可以由机器人来完成，这也比较现实。

　　虽然像通用电气这样的公司早已使用机器人，亚马逊此前也用机器人来协助仓库管理，富士康也计划在工厂里提高机器人工作的比例，目前也不清楚谷歌的机器人到底领先在哪些领域，但可以肯定的是，谷歌并不急于推广应用。

　　科技网站CNET发表文章称，如果用机器人来装配电子产品、包装产品，或是在仓库搬运货物，其成本可能非常高昂，富士康的智能手机机器人和亚马逊的机器人包装工都是很好的例子。文章称，这些工作虽然和机器上的齿轮一样微不足道，但如果用机器人取代人工，那就意味着工人们只能另谋出路——这是科技发展给我们带来的最常见的困境。但文章还称，如果谷歌的抱负不只是局限在制造、包装和运输等领域，也没有什么值得大惊小怪的。

　　鲁宾称，像任何登月计划一样，必须考虑时间因素，“我们需要足够长的跑道，以及一个十年愿景。”

　　值得注意的是，机器人项目的想法并非源自佩奇，而是鲁宾本人。《纽约时报》称，鲁宾说服了谷歌创始人谢尔盖·布林(Sergey Brin)和佩奇，二人拿出了谷歌的资金支持他。

　　鲁宾以雨刮器为例，称试图创造这种系统的一个样本，这种雨刮器可以在下雨时自动工作，与佩奇提出的构想一脉相承——主张技术应该推广到各个领域，减少人类单调而重复的工作。

　　鲁宾在接受《纽约时报》采访时称，对于机器人项目的可行性，已经考虑了十年，直到最近才觉得这些技术已经够成熟，可以进行商业开发了，但目前还没有决定机器人项目是在谷歌内部新设一个团队，还是交给一家独立的公司。

　　尽管目前鲁宾收购的这些机构已经可以组装出灵活的机器人，如机器人的移动和肢体动作等硬件上的问题已经得到解决，但仍有不少技术需要克服，例如在软件和传感器领域。

　　谷歌近些年已经开发了五花八门的新奇玩意，包括已经问世的谷歌眼镜，以及正在开发中的无人驾驶汽车，但目前都未确定明确的市场。鲁宾自己也说，对目前的电子产品领域不太满意，因为太复杂，希望机器人可以不同。

　　3.机器人应用正日趋广泛

　　今年1月，在美国举办的机器人挑战赛初赛落下帷幕，日本Schaft公司的机器人拔得头筹。他们将与其他7支队伍在明年的决赛中一较高下。

　　国防高新研究项目署(DARPA)是美国政府中负责远期国防科研的单位。这个机构最早组织了互联网技术的研发，并出资构建了互联网雏形ARPA Net(ARPA就是DARPA的原名)。GPS早期研究同样是该机构主导的。此外，如今流行的iPhone手机上的人工智能与语音识别系统Siri，也是从DARPA的项目中衍生出来的。

　　可以说，DARPA所发起的很多项目，衍生了我们今日已经越来越难以离开的大量产品，甚至在某种程度上改变了我们的生活方式。这个机构目前还资助着包括外骨骼、人形机器人、四足机器人、无人隐形轰炸机、神经控制假肢、蛋白质设计等各种远期科研项目。

　　这类项目往往耗资巨大，所需的大量技术在项目开始时都还不存在，而其最终产品可能要经过10年甚至更长时间才能最终成型。因此，在选择资助对象时就需要极为谨慎。

　　采用竞赛形式来选取合适的科研团队，这并不是DARPA第一次这样做了。在2004年，DARPA为了刺激自动驾驶车辆的研发，就发起了“DARPA大挑战赛”(DARPA Grand Challenge)，卡内基梅隆、斯坦福、麻省理工等诸多顶级理工院校都参与了这一赛事。由于结果并不理想，DARPA在次年又举行了第二届大挑战赛。而后，考虑到未来自动驾驶汽车需要应对城市的复杂环境，DARPA又于2007年举办了第三届大挑战赛(又称都市挑战赛，即Urban Challenge)。每一次挑战赛后，DARPA都会选择一些优胜团队，给予一定的研究资金来继续这些方面的研究。谷歌旗下的自动驾驶车辆研究团队，就是来源于第二届大挑战赛的冠军——斯坦福大学。

　　传统机器人研究都围绕在固定的机械臂或工业机器人领域。后来随着无线通讯、电子成像技术的成熟，移动机器人的研究逐步兴起。不过，长期以来，移动机器人(Mobile Robot)的研究总是以轮式和履带式机器人为重点。这是因为这两者的活动部件少、可靠性高、设计简单。

　　4.四足机器人的标杆意义

　　随着移动机器人的广泛应用，在一些条件下，轮式和履带式机器人就难以满足需要了。因此步行机器人逐渐吸引了一部分研究者的注意。比如，针对山区崎岖地形的运输、侦查和火力支援任务，波士顿动力学公司(Boston Dynamics)研发了大狗(Big Dog)四足机器人，其性能令人惊叹。

　　在福岛核事故中，美日机器人团队尝试了一些机器人救援活动，结果非常不理想。这一方面是因为当时的机器人并没有为强核辐射条件而设计整个通讯和电子系统；另一方面则因为传统的履带式救援机器人难以使用诸如楼梯、安全门等为人类设计的设施，也难以对诸如阀门等机构进行操作。因此，类人机器人才有了实用的价值。

　　美国虽然一直在整体上领跑机器人研究，但对类人机器人并不十分重视。最接近于类人机器人的研究项目，可能是外骨骼和NASA的机器人宇航员。这其中，前者主要依靠操作人员来平衡和执行动作，而NASA机器人的重点在于低重力条件下使用人类工具进行维修或其他操作，并不太考虑行走之类的下半身动作。而日本在类人机器人的实际应用需求出现前就已经对这个研究领域进行了长期的投入。本次挑战赛由日本公司夺冠，倒并不令人吃惊。

　　然而一旦应用前景出现，美国研究学者追赶的速度也相当不俗。本次DARPA为没有类人机器人的团队提供的就是波士顿动力学公司的阿特拉斯(Atlas)双足步行机器人。阿特拉斯是在“大狗”液压步行机构和运动控制算法的基础上研发而成的。将在明年进行最终角逐的8支队伍中有5支使用的就是这一型号，其中佛罗里达的人机认知学院本次名列第二，麻省理工获得第四，TRAClab公司获得第六，伍斯特理工学院获得第七，而洛克希德马丁公司获得第八。

　　美国机器人研究的老牌名校卡内基梅隆依靠自己的机器人获得了第三。NASA下属的喷气推进实验室则没有采用类人机器人，但也获得了第五名的成绩。

　　从目前情况看，DARPA的基本任务仍然是在阿特拉斯的基础上继续研发更成熟的类人机器人以及相关的各种控制、感知、识别和人工智能算法。日本的Schaft未来恐怕更多的是扮演一个陪太子读书的角色。

　　5.类人机器人的研发难点

　　第一个问题就是能源。目前的电池技术尚不能满足这些机器人的能耗要求。在波士顿动力学公司为DARPA研制的最新型四足机器人LS3(步行班组支援系统)上，提供能源的还是一部内燃机。

　　第二个问题是重量。获胜的Schaft公司的机器人本身重量已有95千克，而阿特拉斯更是重达150千克。而这个重量还未包括未来可能加装的电池/内燃机、外壳以及其他可能的传感器。最终类人机器人的重量很可能会超出一般人体重的范围。在救援中，这可能导致一些设施和建筑部件无法承受。而且，进一步增重也会使机器人重心升高，使其维持平衡的难度加大。

　　第三个问题是可靠性与易维护性。现在的类人机器人仍然大量使用电动机来实现运动。这使得机体结构和运动控制算法都极其复杂，出现故障的几率很高。NASA下属的约翰逊宇航中心这一次设计制造了“女武神”前来参赛，但是在比赛现场由于故障问题不幸折戟。阿特拉斯虽然使用成熟的液压系统进行驱动，但是复杂度仍然远远高于一般机器人系统。而且，类人机器人始终面临摔倒的危险。如果在执行任务中出现微小故障而导致机器人摔倒，其巨大的重量可能导致肢体及传感器严重损坏。与此相比，轮式机器人出现故障时，一般会停止运动，并不会造成进一步的损伤。

　　从这些角度来看，类人机器人未来的应用领域仍然十分有限。研发仍面临严峻的挑战。人工智能、机器视觉、运动控制等领域的研究尚不能让我们看到任何出现“终结者”的可能。而且，考虑到类人机器人的诸多劣势，未来的机器人战士，恐怕也不会采用人形，轮式、履带式、四足/六足都是更可行的选择。