機器人新引擎 智能時代真的要來了!

時間:2015-04-01

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:人工智能是國際科研領(lǐng)域的最前沿,不但已經(jīng)成為當(dāng)前國際科技競爭的重要技術(shù)之一,也是判斷一個國家創(chuàng)新能力的重要性標(biāo)志。百度公司CEO、“千人計劃”專家李彥宏兩會提案設(shè)立“中國大腦”計劃,使人工智能這一話題再次被推到聚光燈下。

當(dāng)今的中國大地,機器人被炒得火熱,有資本的企業(yè)投資機器人、并購機器人企業(yè),各地政府也紛紛建立機器人產(chǎn)業(yè)園。人們不禁要問,機器人到底在下一代工業(yè)革命中起什么作用,中國如何發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)?在眼下,這已經(jīng)成為一個不可不談的話題。

習(xí)近平總書記將機器人革命提到工業(yè)革命的高度來看待,在2014年6月9號的兩院院士的大會上他提到:“‘機器人革命’有望成為‘第三次工業(yè)革命’的一個切入點和重要增長點,將影響全球制造業(yè)格局,而且我國將成為全球最大的機器人市場。國際上有輿論認(rèn)為,機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機器人主要制造商和國家均紛紛加緊布局,搶占技術(shù)和市場制高點。我們不僅要把我國的機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領(lǐng)市場。”

中國人工智能學(xué)會理事長、中國工程院院士李德毅在以《機器人革命真的來了》為主題的報告中說:“泛在的傳感器、泛在的移動互聯(lián)網(wǎng)、泛在的云計算造就的大數(shù)據(jù)時代,跨界碰撞和開放創(chuàng)新的智能產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長。學(xué)科交叉加速,產(chǎn)業(yè)前沿延伸,新興商業(yè)涌現(xiàn),傳統(tǒng)意義的學(xué)科界別、產(chǎn)業(yè)界別、商業(yè)界別日趨模糊。包括機器人在內(nèi)的許多“四不像”的技術(shù)、產(chǎn)品、學(xué)科、產(chǎn)業(yè)和商業(yè),也許成為創(chuàng)新的主要形態(tài),正是它們造就了現(xiàn)代社會的時代特征。跨界碰撞和開放創(chuàng)新造就的智能機器人產(chǎn)業(yè),使得大量產(chǎn)業(yè)工人、文秘人員、醫(yī)生、服務(wù)員將升級轉(zhuǎn)型成為工業(yè)機器人和服務(wù)機器人的創(chuàng)造者、管理者或者使用者。機器人革命的到來,或許是我們抓住歷史機遇的重要契機。”

可見,發(fā)展機器人已是大勢所趨。為此,一些有識之士紛紛發(fā)出呼吁,為中國的機器人產(chǎn)業(yè)建言獻(xiàn)策,譬如必須做好頂層設(shè)計,必須有序化發(fā)展等等。而究竟該如何發(fā)展?筆者認(rèn)為,機器人產(chǎn)業(yè)是一個系統(tǒng)工程,中國的發(fā)展要在趕超中脫穎而出,需從各方面著手,重新定義機器人、重新劃定競技賽場、制定規(guī)則、并找準(zhǔn)未來的核心突破點。

一、重新思考機器人定義:人工大腦+柔性運動的機器人類

未來機器人到底是一個什么樣的機器?要回答這一問題,我們應(yīng)當(dāng)首先從機器人的定義談起。1910年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅塞姆的萬能機器人》中,根據(jù)Robota(捷克文,原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創(chuàng)造出了“機器人”一詞。這個從科幻小說中走出的詞匯,從各方面激起了人們的好奇和想象。很快,1914年美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人,這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作,具有通用性和靈活性,這也是世界上第一臺真正意義上的機器人。

但自真正的機器人問世,整整一百年來,機器人的定義仍然仁者見仁,智者見智,沒有統(tǒng)一。原因之一是機器人還在發(fā)展,新的機型,新的功能不斷涌現(xiàn)。更根本的原因是機器人涉及到了人的概念,成為了一個難以回答的哲學(xué)問題。

目前國際上關(guān)于機器人的定義,英國簡明牛津字典的描述是:機器人是“貌似人的自動機“;美國機器人協(xié)會的定義:一種可編程和多功能的操作機;或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng);而我國對于機器人的定義:機器人是一種自動化的機器,所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力,如:感知、規(guī)劃、動作能力和協(xié)同能力,是一種具有高度靈活性的自動化機器。

當(dāng)前對于機器人的定義都有些狹窄,目前定義機器人基本上是從機器人的運動開始,將定義成機器或者是工具,但這并不是完整的機器人。“人工大腦的出現(xiàn),使人們意識到,機器人將有可能像另一種機器人類一樣,與人類相伴共生,甚至相互競爭。在機器人定義上,我們必須抓住其精髓。汽車也運動,機床也運動,但它們?nèi)狈χ悄?。計算機、手機是智能的,但又不會運動。機器人與之前所有的機器是不一樣的,機器人的定義是否科學(xué),與機器人的研發(fā)和普及關(guān)聯(lián)密切,科學(xué)的定義能為研究和推廣作出導(dǎo)向。在我看來,機器人的定義可以參照兩個依據(jù):一是能延伸放大人和生物的某一部分功能;二是擁有大腦的智慧。比如有些機器人是類人的,有些像小鳥,有些像蚯蚓。如果我們從這兩方面核心要素去理解,機器人可以被定義為:人的大腦和柔性運動機構(gòu)的結(jié)合,去代替和延伸人的體力、腦力,機器人已經(jīng)不僅僅是一個高度智能的自動化機器,而是成為一個超級智能加超級體能的“機器人類”。

這里要強調(diào)的本質(zhì)是:機器人具有人類的大腦和超越人類的體能。如果這樣定義機器人,機器人就不再是機器或工具,而是另一種機器人類了。那么機器人的種類、范圍將大大的延伸或擴展。任何具有運動機構(gòu)的機器并且具有類此人工大腦的智能,都可以被稱為機器人。天上飛的無人機,水下游的水中蛟龍,人體內(nèi)可自動蠕動的納米級“靶向探測”機器人,連續(xù)生產(chǎn)過程中的“納米催化機器人”,機器人可以深入到各個領(lǐng)域、各個角落。

二、下一次工業(yè)革命的新引擎---智慧機器人

人類經(jīng)過第一、二工業(yè)革命產(chǎn)生了蒸汽機、內(nèi)燃機和發(fā)電機(這是能源機),經(jīng)過第三工業(yè)革命產(chǎn)生了計算機和互聯(lián)網(wǎng)(這是信息機),下一次工業(yè)革命,就要產(chǎn)生能源和信息融合在一起的機器,這就是德國工業(yè)4.0講的信息物理融合系統(tǒng)(CPS)。人類將迎來以信息物理融合系統(tǒng)(CPS)為基礎(chǔ),以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。第四次工業(yè)革命的標(biāo)志物信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的核心是智能,它標(biāo)志著人類將進(jìn)入了智能時代。而地球進(jìn)化到今天最高智能的代表是人類大腦,當(dāng)人類跨入智能時代,人類就要創(chuàng)造新的智能機器,解決前幾次革命沒有解決的人類社會面臨的根本問題。

(一)前幾次工業(yè)革命的缺憾

認(rèn)真分析從蒸汽機、發(fā)電機到計算機的歷次工業(yè)革命的發(fā)展過程,我們可以看到:能源革命的代表就是能源原動機,信息革命的代表是計算機;前幾次工業(yè)革命的重點是勞動生產(chǎn)率的提升,忽視了能源利用效率和資源全價開發(fā),造成了環(huán)境的破壞和資源的枯竭;前幾次工業(yè)革命過分重視利潤的追逐,造成了社會的貧富差距越來越大,金融危機的后果至今還制約著世界經(jīng)濟的發(fā)展。

因此,當(dāng)我們研究和開發(fā)以機器人為代表的智能機時,我們就應(yīng)當(dāng)清楚認(rèn)識這些發(fā)展缺憾,走出一條實現(xiàn)人類和自然和諧共生、社會良性可持續(xù)發(fā)展的新工業(yè)革命道路:下一次工業(yè)革命將是一個融合能源和信息產(chǎn)生智能機的革命;下一次工業(yè)革命應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一考慮勞動生產(chǎn)率、能源效率和資源綜合利用率的提升,實現(xiàn)信息流、能源流和物質(zhì)流的融合和協(xié)同;下一次工業(yè)革命應(yīng)當(dāng)構(gòu)建人類社會和自然環(huán)境的統(tǒng)一生態(tài)圈,人類將告別廢氣、廢水、廢物,建立新的“資源-社會-再生資源”的綠色循環(huán);下一次工業(yè)革命應(yīng)當(dāng)進(jìn)入人類幸福健康的時代;下一次工業(yè)革命將在“眾智、眾創(chuàng)、眾包、眾籌”的浪潮中,催生“協(xié)同合作”經(jīng)濟,逐漸形成價值共建、價值共享的公平社會。

如果“智能機器人”能作為下一次工業(yè)革命的新引擎,就必須承擔(dān)這些歷史責(zé)任。“走進(jìn)千企萬廠”,讓人從繁重的重復(fù)勞動中解放出來;“走進(jìn)千家萬戶”,為家庭照顧小孩和老人;“鋪天蓋地”,為全人類照顧農(nóng)田草原,保護(hù)碧水藍(lán)天;“無處不在”,行走在人的血管里、為人體清掃垃圾、保持身心健康;“隨手可得”,為每一位“草根創(chuàng)客”提供創(chuàng)業(yè)的工具。如果是這樣,“智能機器人”才是人類的伙伴、自然的新朋友。

(二)智慧機器人是下一次工業(yè)革命的新引擎

但我們都清楚,現(xiàn)在的機器人,無論是工業(yè)機器人還是服務(wù)機器人,都不能承擔(dān)上述的歷史責(zé)任,即使現(xiàn)在代表著“智能機器人”發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的“谷歌大腦”,也是根據(jù)大數(shù)據(jù)來計算“智能”,仍然存在著耗能高、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)無法處理的問題,特別是莫拉維克悖論提到的人工智能“難的問題很容易,容易的問題很難”的困境:“如果讓計算機展示成人水平的智力測驗或者玩跳棋是一件相對容易的事,但是當(dāng)涉及到直覺和機動性時,即使讓計算機完成一歲幼兒的某些技能也是非常困難或者不可能的”,“谷歌大腦”對這些問題至今無法解決。進(jìn)一步的,當(dāng)智能機器人發(fā)展到具有超過人類智能的階段時,很有可能給人類社會和自然生態(tài)帶來巨大甚至毀滅性的災(zāi)難。

如果我們透過當(dāng)今世界的重大時代問題來審視如何發(fā)展“智能機器人”,我們就可以看到,無論是當(dāng)前熱潮的“人工大腦”,還是RethinkRobotics公司的“Baxter”機器人,都還不能成為下一次工業(yè)革命的新引擎。要想實現(xiàn)革命性的突破,就要把人作為一個智能整體來考慮,要站在人類和自然的社會高度來考慮:

人的大腦除了高層思維的大腦皮層,還包括腦垂體、海馬體、小腦和遍布全身的神經(jīng)系統(tǒng),他們整體形成從即時反應(yīng)到學(xué)習(xí)、預(yù)測、判斷和決策能力。因此,整體的智能應(yīng)當(dāng)包括:本能型、直覺型、思維型、社會型四種形式,這四種智能的整體作用才能解決“難的容易,容易的很難”和“非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)”的問題;人的大腦和人的內(nèi)分泌系統(tǒng)相互作用影響人的情緒和行為導(dǎo)向,比如多巴胺是對人體的情緒直接起效,可以以興奮程度反饋,來強化或弱化人的行為,人的大腦和神經(jīng)遞質(zhì)之間的相互作用,可以促使人類形成行為習(xí)慣,也可以不斷強化形成即時性反應(yīng)能力;人的大腦和身體是一個整體,大腦靠血管系統(tǒng)供應(yīng)養(yǎng)分和氧氣,人的大腦是世界上最省能的計算機,人的一切運動也是按照最小勢能的原理來執(zhí)行的。因此,人是最高效、最節(jié)能的“智能機器”;人類在大工業(yè)革命、人造機器誕生之前,與大自然之間建立了一個完整的自然循環(huán)體系,人類群體的行為和需求模式已經(jīng)與大自然密不可分,形成了符合自然規(guī)律的行為、思維習(xí)慣和偏好,人類群體是與自然界共同進(jìn)化的結(jié)果,其所擁有的智慧可稱得上是大智慧。

由此看出,一個真正代表“智能工業(yè)革命“的特征機,應(yīng)當(dāng)是一個以“智能機器人”為核心的泛在智能體系:在這個體系里,智能機器人不但要有高度的智能,而且還要具有應(yīng)有的社會群體屬性。而綜合研究智能機器人的群體屬性和群體智能,恰恰符合中華民族的集體文化基因。因此,研究和開發(fā)下一代智能機器人,不能只研究當(dāng)前定義的“智能機器人”,還應(yīng)當(dāng)研究更高境界的“智慧機器人”,即擁有大智慧且“與人類友好、與環(huán)境共生”的“好人機器人”。

(三)智慧機器人的特征描述

“智慧機器人”應(yīng)當(dāng)是自下而上的分布式/分層次遞增的智能體系。智慧機器人的智能由四個層次組成,分別是:存在于底層嵌入式控制器的泛在智能,它的功能相當(dāng)于人的神經(jīng)末梢和神經(jīng)中樞;存在于上位機核心控制器的經(jīng)驗智能,相當(dāng)于人的小腦;存在于上位機操作系統(tǒng)的交互智能,相當(dāng)于人的大腦;存在于云大腦中的群體智能,相當(dāng)于集體智慧,或者說“群腦”;將智能機器人,與具有智能傳感器或智能終端的物理空間進(jìn)行有機結(jié)合,可以演化成泛在智能空間。

“智慧機器人”,以具有“互感、互智、互動”特征的“泛在智能體”為基本載體;以具有仿照人類智能,通過群智,把智能提升到智慧水平為核心特征;以具有與物理空間互動、并演化成泛在智能空間為行為特性。其主要特征包括:

通過集智過程產(chǎn)生大智慧。通過不斷主動探索,與現(xiàn)實世界這一復(fù)雜系統(tǒng)不斷互動,“群體智能”持續(xù)累積,超過臨界點時,將涌現(xiàn)出一種超越經(jīng)驗的超驗智能,就是智慧;善于集中“群體智慧”,在復(fù)雜環(huán)境中,“化繁為簡”的去解決復(fù)雜問題的超群智能,就是大智慧。

通過“互智互動”產(chǎn)生好品質(zhì)。通過仿人類大腦作用機理的神經(jīng)遞質(zhì)的行為激勵,與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相互作用,在人和機器人的“互智互動”過程中,對機器人的良好行為反復(fù)強化,逐步形成機器人的好習(xí)慣和對人類和環(huán)境友好的品質(zhì)。

通過組合創(chuàng)新形成“剛?cè)嵯酀?rdquo;的能力。通過新仿生材料的人工肌肉、柔性可變形的模塊化本體結(jié)構(gòu)、冗余自由度的最小勢能和能量回饋、遍布全身的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與手臂、腿腳的融合,組成一個既有類人“柔性”又有機器超強能力的智能機體。

通過泛在智能體無時無處不在。泛在智能體的廣泛部署形成了原始的智能互動空間,機器人本體的移動和手臂運動擴展了行為空間,通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)將群體智能的協(xié)同效應(yīng)共享到整個活動空間,這大大提升了群智網(wǎng)絡(luò)智能可達(dá)空間,機器人協(xié)同物理空間一起,將形成一個包括機器人在內(nèi)的,節(jié)約能源、節(jié)約資源,對環(huán)境友好,對人友好的無時無處不在的泛在智能空間。

綜上所述,智慧機器人的發(fā)展是一個智能水平不斷提高、應(yīng)用領(lǐng)域不斷推廣、核心技術(shù)不斷深化的過程;最終形成的智慧機器人具有“泛在、群智、友好”的三大關(guān)鍵特征。

(四)愿景實現(xiàn)的可能性與周期

智慧機器人類的出現(xiàn),將糾正前幾次工業(yè)革命的弊病。人們不禁發(fā)問,這些美好的藍(lán)圖究竟有無實現(xiàn)的可能?我們可以看到,數(shù)字化以來的技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展正在展示著一個令人耳目一新的大趨勢:互聯(lián)網(wǎng)向移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的延伸、智能手機和智能穿戴設(shè)備的普及、大數(shù)據(jù)和智能硬件的蓬勃興起,把世界推向了“信息爆炸”的臨界點,在此臨界點上,世界必然會從“數(shù)字化”走向“智能化”,而智能化的最高層次就是人類的智能。因此,大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)紛紛與機器人技術(shù)迅速融合,人工大腦、智能機器人的研究開發(fā)也爭先恐后。以維基百科為代表的“眾智、眾創(chuàng)、眾包、眾籌”的創(chuàng)客運動更是風(fēng)起云涌,一場以“智能機器人”為特征的智能工業(yè)革命即將到來。它將引起全球新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)革命、能源革命。

十年前我們很難想象智能手機的風(fēng)靡,如今智能手機的發(fā)展已反應(yīng)出了社會變革的趨勢,智能化正在從橫向和縱向兩個方面不斷深入和普及,當(dāng)智能化發(fā)展到一個程度并與機器人無縫結(jié)合后,機器人革命的淳熟就是順勢而為了。工業(yè)革命的周期整體上呈現(xiàn)出了越來越短的規(guī)律,第一次工業(yè)革命歷經(jīng)了一百多年,第二次工業(yè)革命是五十多年,我預(yù)估下一階段應(yīng)該是三十至三十五年左右。目前我國的機器人發(fā)展大部分還是跟隨發(fā)達(dá)國家的腳步在走,重復(fù)別人做過的事,因此我再次呼吁中國的機器人產(chǎn)業(yè)奮力趕超,否則錯過了這一次浪潮,下一次競爭機會將是三十五年之后了。

三、中國該如何把握機器人革命機遇?

機器人產(chǎn)業(yè)方面現(xiàn)在中國還很落后,如何實現(xiàn)彎道超越?習(xí)近平總書記在兩院院士大會開幕式上有一段話很有道理:“我們要抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機遇,就是要在新賽場建設(shè)之初就加入其中,甚至主導(dǎo)一些賽場建設(shè),從而使我們成為新的競賽規(guī)則的重要制定者、新的競賽場地的重要主導(dǎo)者。”

哪里是機器人的新賽場?到目前為止,工業(yè)機器人主要應(yīng)用在離散型產(chǎn)業(yè)、連續(xù)性產(chǎn)業(yè),機器人可以實現(xiàn)的應(yīng)用寥寥無幾,能源、資源類行業(yè)也很少問津。而當(dāng)我們開始發(fā)展與人類友好相處、與大自然和諧共生的智慧機器人時,這個賽場將不再局限于原有的行業(yè)、工廠,而將變成一個大社會,機器人類與人類以及自然社會將組成一個天地人合一的大自然生態(tài)圈。

那么如何開辟新賽場、制定新規(guī)則?簡單地說,就是讓機器人從智能走向大智慧?,F(xiàn)在各國都在發(fā)展智能機器人,但有兩個問題沒有解決,第一,目前的智能主要是仿生,是個體的人類智慧,不是集中眾人的智慧;第二,發(fā)展的智能部分有好有壞,沒有將道德納入考慮,具有智能而非“智慧”。要實現(xiàn)機器人從智能到智慧的轉(zhuǎn)變,首先要重新認(rèn)知機器人的意義并劃分研究領(lǐng)域。目前將機器人的應(yīng)用劃為代替自動化、代替人,其實是狹窄的。未來的機器人不僅能替代人類的工作,還能解決人類生產(chǎn)生活中的問題。比如納米機器人,能在化工廠的排污池里解決污染問題,能進(jìn)入血管“吃掉”病毒。所以我們研究的領(lǐng)域不應(yīng)局限于如何實現(xiàn)機器換人,還應(yīng)注重研究機器人對資源、環(huán)境的監(jiān)控能力以及解決問題的能力。

其次在研究方向上,我們要將樹立機器人的道德規(guī)則納入考慮。在過去的幾次工業(yè)革命里,新的事物新的技術(shù)與事物總是有好有壞。比如原子彈爆炸、核泄漏與輻射,互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)病毒與黑客等等。中國在發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)時,應(yīng)該從一開始就制定規(guī)則,不傷害自然環(huán)境與人類社會,從人類發(fā)展的高度去規(guī)避前幾次工業(yè)革命的問題。我們所研究的機器人不但有自動化的效益規(guī)則,還有道德規(guī)則。

開辟了新領(lǐng)域、新賽場之后,新的競賽規(guī)則包括以下幾個方面:智能和智慧之爭,智慧是未來機器人的方向。智能是指很聰明,而智慧不僅包括聰明,更包含了大智慧和大德,未來中國的機器人不僅應(yīng)是智能的、更應(yīng)該是智慧的,能對人類社會的發(fā)展起決策指導(dǎo)作用,叫智慧機器人。

第二:智力、能量和物質(zhì)三者融合。機器人不僅要有智能,還應(yīng)研究機器人運行中能量使用是否合理,是否產(chǎn)生了新的廢物。未來我們研究的機器人應(yīng)該是省能的,有變廢為寶的能力。目前這方面的研究是不夠的,在新競賽中我們要解決智力和能源和物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

第三:人類社會、人造的機器人社會與自然環(huán)境三者和諧共處。現(xiàn)在的技術(shù)研究,著眼點總放在如何提高技術(shù)水平,而忽視了對人類社會與自然社會的研究。中國的機器人研究必須將人類社會、自然社會的長遠(yuǎn)發(fā)展納入進(jìn)來,考慮到機器人對環(huán)境的影響、機器換人對人的影響。

新的規(guī)則的制定對于產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展意義重大,會指引機器人的研發(fā)。目前全球的機器人產(chǎn)業(yè)存在很多缺陷,我們應(yīng)該將這些缺陷納入自身發(fā)展規(guī)劃。傳統(tǒng)的機器人只考慮到智能與運動,對于機器人是否省能、機器人的情感研究等還未開展。我們的物流機器人,能完成搬撿貨物的動作,但能否更節(jié)能?服務(wù)機器人完成掃地的動作,能否得到人類的獎勵反饋?若我們在一開始就將這些要求作為機器人研發(fā)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn),新的技術(shù)便會很快產(chǎn)生。唯有產(chǎn)生了新的技術(shù),我們才能不重復(fù)發(fā)達(dá)國家的研究,有實現(xiàn)彎道超車的可能。

除了產(chǎn)業(yè)界的努力,國家層面的導(dǎo)向?qū)C器人的發(fā)展也尤為重要。要實現(xiàn)機器人產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,必須將現(xiàn)有的舉國體制和草根創(chuàng)新相結(jié)合,形成一種新的發(fā)展模式。舉國體制的優(yōu)越性在于集中力量干大事,比如韓國的半導(dǎo)體,之前韓國非常落后,在半導(dǎo)體材料上,舉全國之力集中精力去發(fā)展,最后韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成就有目共睹?,F(xiàn)在有一種說法叫“維基經(jīng)濟”,維基經(jīng)濟就是眾智眾籌,一起發(fā)力。中國的機器人產(chǎn)業(yè)要高速前進(jìn),不能這里做一點那里做一點,到處都在發(fā)展機器人,要做好頂層設(shè)計,規(guī)劃好方向和任務(wù),有資金的出資金、有智慧的貢獻(xiàn)智慧,系統(tǒng)地去發(fā)展,而非打亂戰(zhàn)。中國有龐大的市場,也有舉國體制,但完全依靠市場或完全依靠大國體制都是不可行的。我們應(yīng)將二者結(jié)合,在舉國體制的支撐下,充分發(fā)揮我們的市場和人才優(yōu)勢,挖掘草根創(chuàng)新的能力,眾創(chuàng)、眾智、眾籌、眾包,以國家為后盾,以市場和人才為源源不斷的前進(jìn)動力。

機器人產(chǎn)業(yè)若沒有國家的導(dǎo)向,毫無疑問會出現(xiàn)盲目過熱。就產(chǎn)業(yè)投資這一塊,很多企業(yè)家手里有錢,發(fā)現(xiàn)機器人是個亮點,就開始投機器人產(chǎn)業(yè),房地產(chǎn)也去投機器人,沒有科學(xué)的判斷和專業(yè)的團(tuán)隊,最后生產(chǎn)出來的機器人完全不符合機器人的標(biāo)準(zhǔn)。盲目過熱最后只能在市場競爭中被消滅。

機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要國家在大方向上統(tǒng)一規(guī)劃,中國人到底要做什么?國外已經(jīng)研發(fā)成熟的,我們就不要再去重復(fù),同樣的技術(shù)與產(chǎn)品,中國企業(yè)與ABB同時競爭,若ABB價格下跌,中國的企業(yè)毫無疑問會垮掉一批?,F(xiàn)在國家要發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè),科技部、工程院、工信部、自然基金都希望參與,在這一種情況下,我主張“贏者通吃、能者主導(dǎo)”,讓真正懂機器人并有決心、有能力發(fā)展我國機器人產(chǎn)業(yè)的人和機構(gòu)參與其中。

四、大智慧——未來機器人產(chǎn)業(yè)的核心突破點

從未來社會的需求與發(fā)展出發(fā),機器人應(yīng)該分為一個機器人系列:泛在機器人、生產(chǎn)機器人、服務(wù)機器人、納米機器人、生態(tài)機器人。泛在機器人,簡單說來,就是大腦加人的一部分,可以稱它為工程六部,比如機器人加個小手、小腳,這種機器人代表著人的一個本質(zhì)和它運動,在現(xiàn)實生活中運用非常廣泛,比如機床,它沒有手,我們在機床的基礎(chǔ)上加一個“靈巧手”。生產(chǎn)機器人,指應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機器人,代替人類的工作。服務(wù)機器人,這個區(qū)別于與生產(chǎn)工人打交道的機器人,服務(wù)機器人主要提供的是服務(wù),在未來,服務(wù)機器人最鮮明的特征應(yīng)該是擁有情感。第四種是納米機器人,納米機器人是未來的一個發(fā)展方向,納米機器人可以放到人的血液里、化工廠里、污水里,通過微小的動作去解決問題。目前這種機器人的重視度是不夠的。最后是生態(tài)機器人,生態(tài)機器人主要解決生態(tài)問題,現(xiàn)在的污染主要是大自然的生態(tài)循環(huán)圈速度較慢,而我們產(chǎn)生廢物的速度太快,利用著生態(tài)機器人能加快循環(huán),解決問題,這種機器人目前還沒有。

機器人零部件最基本的部件是3個部分:感知(就是傳感器、監(jiān)測器)、控制(思考、決策)、執(zhí)行。感知,實際就是智能終端,力傳感器、編碼器、視覺系統(tǒng)、都屬于智能終端。現(xiàn)在的智能終端,在最末端有執(zhí)行沒有傳感,傳感都分散在各個部分。我覺得應(yīng)該把感知、運動、執(zhí)行放到一塊,這才是真正的智能終端。另外,現(xiàn)在的傳感也并不完全,有的沒有視覺傳感,有的沒有力傳感,更沒有嗅覺傳感,未來應(yīng)該把這塊加強。第二個是控制器。目前的控制器只涉及控制系統(tǒng),并不涉及通訊、信息處理,與操作系統(tǒng)是剝離的,應(yīng)該將機器人的控制器變?yōu)椴僮飨到y(tǒng),再往下研發(fā)成“大腦”。

機器人未來需要改進(jìn)的方面我認(rèn)為首先是集智技術(shù),或者叫群智技術(shù)、眾智技術(shù)。如何讓機器人變得更智能?比如我們現(xiàn)在研發(fā)出一個單個機器人,我們能否將這個機器人與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,使它能復(fù)制吸收其他機器人的智慧,智慧再集整、融合,便可以產(chǎn)生更高的智慧。每個機器人的智慧都可以被新產(chǎn)生的機器人所用,這樣機器人的智能就提高了。這個技術(shù)我認(rèn)為是非常重要的,人與人之間的智慧是不一樣的,愛因斯坦的智慧在人身上很難復(fù)制,但是機器人的智慧在其他機器人身上很好復(fù)制,這是普及和提升機器人智慧的核心。

第二是柔性技術(shù),現(xiàn)階段的機器人外形和質(zhì)地都太硬,特別是一些服務(wù)類型的機器人,比如智能假肢,堅硬的質(zhì)地造成使用者穿戴體驗不佳,未來機器人的構(gòu)造目標(biāo)是達(dá)到人的肌肉一般。當(dāng)然機器人柔性技術(shù)并不是一味追求柔軟,得根據(jù)功能和需求來定,但目前我們的柔性技術(shù)發(fā)展的還不夠。

第三是能量吸收與物質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)。這涉及到納米機器人的研發(fā),我們怎么讓納米機器人在人體血液中吸收能量,“吃掉”血液中的不好成分、“吃掉”癌細(xì)胞?能量如何吸收、物質(zhì)如何轉(zhuǎn)換,這是我們未來需要研究的。

第四是泛在技術(shù)?,F(xiàn)在的泛在技術(shù)只有信息通訊,沒有動作,比如開關(guān)壞了,我能通過信息監(jiān)測得知這一信息,但我必須得走過去完成修理開關(guān)的動作。在大數(shù)據(jù)支撐下,未來的泛在技術(shù)需加入動作的概念。也就是說未來的機器人,在監(jiān)測到開關(guān)壞了之后,能在人的監(jiān)控下自行完成糾正的動作。

實現(xiàn)機器人未來突破,還有許多科學(xué)問題待攻破。首先是腦科學(xué)的研究,如何讓機器人具有大智慧?,F(xiàn)在很多人在研究人工大腦,人工大腦的研究是基于真實的人腦的。目前我們研發(fā)的機器人,“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”功能只有辨識,沒有情感。腦科學(xué)除了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),還包括人的內(nèi)分泌系統(tǒng)以及影響人的各種激素,這方面的研究能使機器人在最大程度上與人腦相似,對于未來訓(xùn)練機器人以及機器人道德規(guī)范上有很大的意義。我們想訓(xùn)練一個好的機器人,當(dāng)他做好事的時候,它的“內(nèi)分泌系統(tǒng)”告訴它這個事是好的,它感覺到鼓勵,干壞事時感受到懲罰,漸漸地培養(yǎng)出來的就是“友好善良”的機器人。

其次是生物技術(shù),主要是指人工肌肉。人的肌肉很復(fù)雜,血液、動力、微馬達(dá)都在里頭。人工肌肉不僅是外形與人的肌肉相似,更重要是實現(xiàn)人類肌肉的功能。怎么才能讓機器人擁有肌肉,并且實現(xiàn)肌肉的復(fù)雜功能?人工肌肉是實現(xiàn)機器人的柔性,并達(dá)到省能的關(guān)鍵,這對于機器人的小型化、輕便化意義非常。

第三是基因技術(shù),人的基因是可遺傳的,如何讓機器人遺傳好的東西,并且去掉壞的東西?這是實現(xiàn)機器人的集智技術(shù)的關(guān)鍵。第四是要研究人類社會和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,目前我們在這方面的研究不夠。自然界里這類現(xiàn)象比比皆是,為什么有的人能跟老虎、毒蛇相處?是因為它們得到了人類對它友好的信息而作出反應(yīng),這是大自然的智慧,同樣,機器人也有智慧。我們要研究人類、機器人、自然社會三者的關(guān)系,如何讓機器人獲取人類與自然的友善信息并作出反應(yīng),使機器人對人類與自然友善。目前這個研究還沒開始,所以我們應(yīng)該將這視為重點。

中國社會的人口老齡化正在到來,目前中國人口中超過60歲的占13%,即將接近15%,而人口的出生率則越來越低。中國的勞動力將越來越少,沒有機器人,社會發(fā)展會面臨困境。日本的發(fā)展是一個典型,日本老齡化問題十分嚴(yán)重,因此日本成為了“機器人王國”,所以發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略。而另一層面,中國過去三十年以資源、廉價勞動力帶動的發(fā)展引發(fā)的問題十分嚴(yán)重。要解決這些問題,我們不能再重復(fù)大工業(yè)時代“先污染后治理”的老路,必須在新的技術(shù)革命中去解決這些問題。

發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)也體現(xiàn)了中國的國家意志。中國已經(jīng)是經(jīng)濟大國、軍事大國,但我們并非科技強國,機器人的發(fā)展能帶動科技的進(jìn)步,從技術(shù)層面壯大中國。作為社會主義社會,人人為我、我為人人是社會發(fā)展的大方向。機器人產(chǎn)業(yè)能帶來勞動力的解放,使人獨立于其他人,使社會更趨向于公平??梢灶A(yù)見,機器人將會成為未來社會發(fā)展的新引擎,從各方面改變生產(chǎn)生活方式和社會關(guān)系,助力中國夢的早日實現(xiàn)。

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