机器人的现在与未来

by Caifu Global

让机器人具有人类的外形, 执行我们的指令, 这个理念是我们几代人小说里的素材。

近年来随着电气工程的发展,微处理器尺寸和速度上的改进,机器人已从科幻小说运用到医学,工业和消费类领域。

 

据英国哥伦比亚大学计算机科学/电子工程实验室的教授吉姆·里特(Jim Little)所说,现在有很多科学家从事有关机器人与人类互动的的研究。

“我们会看到越来越多的机器人在家里从事护理的工作,所以与人沟通的能力变得越来越重要。”里特指出现实中的机器人和科幻小说里的形象会有所不同,不是所有的机器人都以两脚类似人的形象出现。 例如,他的部门就在开发一种可以给残疾人士带来巨大帮助的智能轮椅。 里特说:“我个人认为我们不需要像人一样大小, 能自由移动的人形机器人。” 他承认在现阶段, 机器人的外形还完全没有定型。

“如果你打算在家里拥有个机器人,能够上下楼梯显然可以满足你的要求 – 当然这是学派的想法,就是所谓的通用机器人。但要配置一个能满足上述功能的机器人,至少在可预见的将来,体积大而笨重。”  里特说其它替代选择就是各种体型较小,具备特定功能的机器人或机械装置。

尽管如此, 里特认为在机器人研发上处于领先地位的日本, 极其偏爱人形机器人。“他们在研发人形机器人方面技术很先进。”里特说, 很显然日本人更易接受机器人是他们日常生活的一部分, 特别是护理机器人。

伊利莎白·克罗夫特(Elizabeth Croft), 也是来自哥大机电实验室, 专攻机器人与人类的互动, 认可机器人的设计和文化有关联。

“在北美, 人们偏好设计不像人的机器人, 有点像瓦力(WALL-E)或R2D2, 而不是像Data。” 克罗夫特笑道,用那些畅销小说里的机器人作比喻。瓦力是2008年皮克斯公司制作的电影里描绘的一个粗糙的机器人,而R2D2当然是星球大战系列里的那个。 Data是电视剧星际旅行里的人形机器人的名字。她的评论显示了我们对机器人的认识多少有些来自科幻小说, 对它们的能力也产生了先入为主的成见。

“事实是当我们制作了越来越复杂的人形机器人后, 它们需要像人一样行动。” 克罗夫特说:“日本民众特别能接受人形机器人。挑战的是如果你做的机器人看起来很有能力, 但其实没有, 人们很快就对它失去了兴趣。”

和里特一样, 她也说明了这种自由站立的机器人, 它的动力部分仍然是个巨大的挑战。“线路排版更密集以便它们可以运行15到20分钟,而不是从前的5分钟, 但电源动力仍是需要解决的主要问题。”

但就像里特提到的,未来可能并不属于两脚的人形机器人。在医疗科学领域,机器人的应用已取得重大进展, 如辅助手术的机器手臂。这项技术由哥大机电实验室和不太提及的美国卡内基梅隆大学研究突破。 其它的研究还包括了帮助人类进行物理治疗训练的治疗机器人, 辅助残疾人士, 尤其是中风后有平衡问题的站立辅助机器人。而机器人也开始应用在军事上。

“军队十分热衷于双脚类机器人。” 里特说, 根据美国国防部的高级研究项目机构(DARPA)的机器人报告显示, 尽管这类型的开发还处于早期阶段, 但这种技术可以以混合的方式先运用起来。里特指出:“美国军队很快就要部署外骨骼装置,帮助士兵们携带沉重的负荷穿过崎岖的地形。”

当然在实验室外, 机器人很早就广泛应用在工业/商业领域了, 并且随着机器人与人类互动的增长而与日俱增。

伙伴机器人(Fellow Robots), 位于加州最著名的科技中心硅谷,开发出一些最成功的独立机器人系统。 它的CEO和创办人, 马库思·马斯库茹(Marcus Mascorro),  告诉我们他们最初是在科技加速器,奇异大学的帮助下起步发展的。位于硅谷的奇异大学提供各种资源给致力于高科技研发的新兴企业, 公司实体和研发机构。 “(从那里)我们联络上(零售商)Lowe的创新实验室,我们的合作很快让我们意识到巨大的协同效应可以为线下零售世界提供有价值的机器人。” 马斯库茹指出, 如学术界的学者一样, 几代人的科幻小说刺激了人们的想象, 并让公众对机器人产生了一定的期望。

“科幻小说对很多机器人研究专家来说是一种动力, 但畅销的科幻小说最终让大多数用户对机器人的能力有了不切实际的期望。因而我们最大的挑战就是处理小说虚构人物引起的不实际的要求。” 但是马斯库茹又说, 消费者通过小说来期望机器人也有好处。 “消费者熟悉小说里机器人的特性后更容易沟通比较。 如描述OSHbot,  不同于萝西(Rosie, 是Jetsons里的一个机器人佣人),更像C-3PO(星球大战里的一个机器人)一些,会让客户和用户更容易理解OSHbot的能力。

OSHbo是伙伴机器人的最新产品, 专门和用户一起工作的一款机器人。

马斯库茹这样描述他们的产品:“主要功能是一个高度定制的仓库搜索引擎, 并辅以移动性, 远程监控, 分析和翻译功能。”可以说OSHbot不仅是个自豪的自动化销售助手, 它还可适用于其它很多运用。

伙伴机器人公司是那种比较新兴的公司, 制造了很多可灵活运用的机器人, 而不是按需生产的机器人(如在生产线上固定螺栓的自动手臂)。”我们在人机互动这个新领域里学习(和贡献)了很多。” 马斯库茹解释到:“如同员工在工作场所要适应电脑, 导致人机互动的研究。 今日的工人已习惯和机器人一起工作,我们的首要考虑是与人一起工作的机器人是安全的, 看起来没有威胁,可以可靠地帮助消费者解决他们的疑问。”

这就又将我们带回到到伊利莎白·克罗夫特在英国哥伦比亚大学的工作:“在人机互动开发领域,使机器人更有效地帮助人们并一起工作时, 安全就变得非常重要。” 克罗夫特说。 要让消费者和机器人在一起觉得自在, 人们的恐惧心理必须要消除。“如果人们和机器人的距离很近且有身体接触, 我们一定要确保人机互动是安全的, 而这部分是靠计划设定的。 例如当我们在路上驾车时, 不要越过中线到另外一边, 在绝大多数情况下都是安全的。 所以在设计机器人和人一起工作时, 就要求他们按相同的思维模式, 共同的目标, 保持一致。 ”她详尽说明在机器人研究方面, 她的目标是制做更独立的装置, 因而更有效。“我们尽量摈除操纵杆或其它形式的中央控制。 我们最希望的是手指碰下它后说“ 走”,而不是回到电脑终端进行操控。”

克罗夫特进一步解释说,要做到这一点就得让机器人更多地模拟人的行为。 “这样的话它们就可以做更加复杂的动作,而你也可更灵活容易的使用它。”

交流是关键,而且它必须是双向的。 机器人研究不只是将人的指令输给机器, 也要考虑机器如何与我们交流。

机器使用身体语言或面部表情的能力会让使用者觉得更容易使用。“比如,患有帕金森病的人就缺乏面部表情,在某些程度上与他们交流会很困难。 有自闭症的儿童也是一样, 缺乏脸部表情使得他们很难被明白。”

克罗夫特指出我们可以从简单的姿势中得出很多暗示, 如双手抱臂或扬眉。”

“当我们看到类似人类的行为举止时,我们容易理解。” 回到公司层面,机器人需要更快的给出解决方案。位于安大略省基奇纳的ClearPath机器人公司, 希望开发应用于仓库网络化管理的机器人。 该公司室内工业方案的董事,西蒙·徳莱克斯勒(Simon Drexler)阐述了他们的愿景。

“物联网真的会带领我们进入下一代的机器人。特制型机器人已能很好地执行任务,下一阶段是使机和机之间能够互相联系, 成为一个一起工作优化的团队。”

他们的最新产品,OTTO,已实现了克罗夫特团队正在进行的部分目标。

OTTO是业界第一部自驾车, 我们为此非常激动。因为它提供了一种不需要任何基础设施的导航路径(不需要条形码,磁带或电缆)。 另外货仓人员和它一起工作时也很安全,而大多数工业机器人是要与人隔离的。” 徳莱克斯勒说到。

伙伴机器人的OSHbot和Clearpath的OTTO仍然只代表了机器人的早期阶段。克罗夫特说,未来将有一个机器人助手,帮你取东西,拿东西, 和其它的普通日常活动。 “ 将来有个机器人, 就像现在我们多数人在车库里有部车一样正常。”

当我们终于有个人机器人来做我们日常工作琐事时, 让我们想象下它们最终会是什么样子。据克罗夫特所说, 日本最新的机器人是采用特殊布料和乳胶作皮肤,在皮肤下装有机械肌肉。 它们会微笑,甚至模拟人说话。但克罗夫特又说:“多数北美人会认为这样很恐怖。我们对用iPad作脸, 或几个照相机作眼睛觉得都可以。但这就够了,我们这边的机器人就是这样。”

机器人科技可能会在传统应用里先出现, 如自动驾驶车,苹果和谷歌都在致力研发制造, 看来自驾车出现只是迟早的事。“自动驾驶车确实有存在的道理。” 克罗夫特说:“对新手来说它有很多好处,你不需要自己停车。”她还说,这种科技进步是不可逆转的。“任何重大的新科技出现,人们都会小心谨慎,但它是不会停止的。”

当然在某些地区, 一定会存在,顾虑机器人的使用,会程度不等地减少人的工作。 尽管Clearpath的CEO和合伙创办人马特·伦德尔(Matt Rendall)在近期的新闻报道中透露:“北美的制造商长期面临境外低成本的压力而在寻求解决办法。”

克罗夫特说得更简洁:“ 别让人做机器人能作的工作。如果这份工作枯燥无味或危险, 用机器人来做。”

Clearpath 视 OTTO向该方向前进了一步, OTTO有灵活多样的参数设置,相对人而言,能更便宜而有效地重复工作。伙伴机器人的OSHbot会稍微复杂一点, 它适用于特定的领域, 作些不需要人来做的平凡任务。

“机器人抢走了工作吗?” 克罗夫特反问:“答案是我们不可能全赢。 我认为在需要人的技能, 并发挥人类创造和创新的领域里, 雇请员工人要好得多。”

目前, 克罗夫特说, 制造业是机器人的最大用户(这种状况已持续一段时间了),仓储业对机器人的需求也在增加, 而小企业会使用类似Clearpath’s OTTO型的机器人。

徳莱克斯勒指出虽然机器人的研发成本没有降低, 但硬件花费有所减少, 并且功能还在增加。“因此更多地使用自动化就变得更合情合理了。”

不管怎样, 工商业应用的机器人还只是第二代, 如同Clearpath和伙伴机器人这样的公司所看到的那样, 大大小小的企业为了应付全球竞争, 对能帮助他们减低成本,提高效率的机器人的需求日益增长, 继而产生了强大的, 促进机器人发展的市场推动力。

“未来将变得更加复杂, 机器人如何演变的过程也将很有趣。”克罗夫特说:“但无论它们以何种形式或形状出现, 不容怀疑的是, 它们一定会来的。”

让机器人具有人类的外形, 执行我们的指令, 这个理念是我们几代人小说里的素材。

近年来随着电气工程的发展,微处理器尺寸和速度上的改进,机器人已从科幻小说运用到医学,工业和消费类领域。

据英国哥伦比亚大学计算机科学/电子工程实验室的教授吉姆·里特(Jim Little)所说,现在有很多科学家从事有关机器人与人类互动的的研究。

“我们会看到越来越多的机器人在家里从事护理的工作,所以与人沟通的能力变得越来越重要。”里特指出现实中的机器人和科幻小说里的形象会有所不同,不是所有的机器人都以两脚类似人的形象出现。 例如,他的部门就在开发一种可以给残疾人士带来巨大帮助的智能轮椅。 里特说:“我个人认为我们不需要像人一样大小, 能自由移动的人形机器人。” 他承认在现阶段, 机器人的外形还完全没有定型。

“如果你打算在家里拥有个机器人,能够上下楼梯显然可以满足你的要求 – 当然这是学派的想法,就是所谓的通用机器人。但要配置一个能满足上述功能的机器人,至少在可预见的将来,体积大而笨重。”  里特说其它替代选择就是各种体型较小,具备特定功能的机器人或机械装置。

尽管如此, 里特认为在机器人研发上处于领先地位的日本, 极其偏爱人形机器人。“他们在研发人形机器人方面技术很先进。”里特说, 很显然日本人更易接受机器人是他们日常生活的一部分, 特别是护理机器人。

伊利莎白·克罗夫特(Elizabeth Croft), 也是来自哥大机电实验室, 专攻机器人与人类的互动, 认可机器人的设计和文化有关联。

“在北美, 人们偏好设计不像人的机器人, 有点像瓦力(WALL-E)或R2D2, 而不是像Data。” 克罗夫特笑道,用那些畅销小说里的机器人作比喻。瓦力是2008年皮克斯公司制作的电影里描绘的一个粗糙的机器人,而R2D2当然是星球大战系列里的那个。 Data是电视剧星际旅行里的人形机器人的名字。她的评论显示了我们对机器人的认识多少有些来自科幻小说, 对它们的能力也产生了先入为主的成见。

“事实是当我们制作了越来越复杂的人形机器人后, 它们需要像人一样行动。” 克罗夫特说:“日本民众特别能接受人形机器人。挑战的是如果你做的机器人看起来很有能力, 但其实没有, 人们很快就对它失去了兴趣。”

和里特一样, 她也说明了这种自由站立的机器人, 它的动力部分仍然是个巨大的挑战。“线路排版更密集以便它们可以运行15到20分钟,而不是从前的5分钟, 但电源动力仍是需要解决的主要问题。”

但就像里特提到的,未来可能并不属于两脚的人形机器人。在医疗科学领域,机器人的应用已取得重大进展, 如辅助手术的机器手臂。这项技术由哥大机电实验室和不太提及的美国卡内基梅隆大学研究突破。 其它的研究还包括了帮助人类进行物理治疗训练的治疗机器人, 辅助残疾人士, 尤其是中风后有平衡问题的站立辅助机器人。而机器人也开始应用在军事上。

“军队十分热衷于双脚类机器人。” 里特说, 根据美国国防部的高级研究项目机构(DARPA)的机器人报告显示, 尽管这类型的开发还处于早期阶段, 但这种技术可以以混合的方式先运用起来。里特指出:“美国军队很快就要部署外骨骼装置,帮助士兵们携带沉重的负荷穿过崎岖的地形。”

当然在实验室外, 机器人很早就广泛应用在工业/商业领域了, 并且随着机器人与人类互动的增长而与日俱增。

伙伴机器人(Fellow Robots), 位于加州最著名的科技中心硅谷,开发出一些最成功的独立机器人系统。 它的CEO和创办人, 马库思·马斯库茹(Marcus Mascorro),  告诉我们他们最初是在科技加速器,奇异大学的帮助下起步发展的。位于硅谷的奇异大学提供各种资源给致力于高科技研发的新兴企业, 公司实体和研发机构。 “(从那里)我们联络上(零售商)Lowe的创新实验室,我们的合作很快让我们意识到巨大的协同效应可以为线下零售世界提供有价值的机器人。” 马斯库茹指出, 如学术界的学者一样, 几代人的科幻小说刺激了人们的想象, 并让公众对机器人产生了一定的期望。

“科幻小说对很多机器人研究专家来说是一种动力, 但畅销的科幻小说最终让大多数用户对机器人的能力有了不切实际的期望。因而我们最大的挑战就是处理小说虚构人物引起的不实际的要求。” 但是马斯库茹又说, 消费者通过小说来期望机器人也有好处。 “消费者熟悉小说里机器人的特性后更容易沟通比较。 如描述OSHbot,  不同于萝西(Rosie, 是Jetsons里的一个机器人佣人),更像C-3PO(星球大战里的一个机器人)一些,会让客户和用户更容易理解OSHbot的能力。

OSHbo是伙伴机器人的最新产品, 专门和用户一起工作的一款机器人。

马斯库茹这样描述他们的产品:“主要功能是一个高度定制的仓库搜索引擎, 并辅以移动性, 远程监控, 分析和翻译功能。”可以说OSHbot不仅是个自豪的自动化销售助手, 它还可适用于其它很多运用。

伙伴机器人公司是那种比较新兴的公司, 制造了很多可灵活运用的机器人, 而不是按需生产的机器人(如在生产线上固定螺栓的自动手臂)。”我们在人机互动这个新领域里学习(和贡献)了很多。” 马斯库茹解释到:“如同员工在工作场所要适应电脑, 导致人机互动的研究。 今日的工人已习惯和机器人一起工作,我们的首要考虑是与人一起工作的机器人是安全的, 看起来没有威胁,可以可靠地帮助消费者解决他们的疑问。”

这就又将我们带回到到伊利莎白·克罗夫特在英国哥伦比亚大学的工作:“在人机互动开发领域,使机器人更有效地帮助人们并一起工作时, 安全就变得非常重要。” 克罗夫特说。 要让消费者和机器人在一起觉得自在, 人们的恐惧心理必须要消除。“如果人们和机器人的距离很近且有身体接触, 我们一定要确保人机互动是安全的, 而这部分是靠计划设定的。 例如当我们在路上驾车时, 不要越过中线到另外一边, 在绝大多数情况下都是安全的。 所以在设计机器人和人一起工作时, 就要求他们按相同的思维模式, 共同的目标, 保持一致。 ”她详尽说明在机器人研究方面, 她的目标是制做更独立的装置, 因而更有效。“我们尽量摈除操纵杆或其它形式的中央控制。 我们最希望的是手指碰下它后说“ 走”,而不是回到电脑终端进行操控。”

克罗夫特进一步解释说,要做到这一点就得让机器人更多地模拟人的行为。 “这样的话它们就可以做更加复杂的动作,而你也可更灵活容易的使用它。”

交流是关键,而且它必须是双向的。 机器人研究不只是将人的指令输给机器, 也要考虑机器如何与我们交流。

机器使用身体语言或面部表情的能力会让使用者觉得更容易使用。“比如,患有帕金森病的人就缺乏面部表情,在某些程度上与他们交流会很困难。 有自闭症的儿童也是一样, 缺乏脸部表情使得他们很难被明白。”

克罗夫特指出我们可以从简单的姿势中得出很多暗示, 如双手抱臂或扬眉。”

“当我们看到类似人类的行为举止时,我们容易理解。” 回到公司层面,机器人需要更快的给出解决方案。位于安大略省基奇纳的ClearPath机器人公司, 希望开发应用于仓库网络化管理的机器人。 该公司室内工业方案的董事,西蒙·徳莱克斯勒(Simon Drexler)阐述了他们的愿景。

“物联网真的会带领我们进入下一代的机器人。特制型机器人已能很好地执行任务,下一阶段是使机和机之间能够互相联系, 成为一个一起工作优化的团队。”

他们的最新产品,OTTO,已实现了克罗夫特团队正在进行的部分目标。

OTTO是业界第一部自驾车, 我们为此非常激动。因为它提供了一种不需要任何基础设施的导航路径(不需要条形码,磁带或电缆)。 另外货仓人员和它一起工作时也很安全,而大多数工业机器人是要与人隔离的。” 徳莱克斯勒说到。

伙伴机器人的OSHbot和Clearpath的OTTO仍然只代表了机器人的早期阶段。克罗夫特说,未来将有一个机器人助手,帮你取东西,拿东西, 和其它的普通日常活动。 “ 将来有个机器人, 就像现在我们多数人在车库里有部车一样正常。”

当我们终于有个人机器人来做我们日常工作琐事时, 让我们想象下它们最终会是什么样子。据克罗夫特所说, 日本最新的机器人是采用特殊布料和乳胶作皮肤,在皮肤下装有机械肌肉。 它们会微笑,甚至模拟人说话。但克罗夫特又说:“多数北美人会认为这样很恐怖。我们对用iPad作脸, 或几个照相机作眼睛觉得都可以。但这就够了,我们这边的机器人就是这样。”

机器人科技可能会在传统应用里先出现, 如自动驾驶车,苹果和谷歌都在致力研发制造, 看来自驾车出现只是迟早的事。“自动驾驶车确实有存在的道理。” 克罗夫特说:“对新手来说它有很多好处,你不需要自己停车。”她还说,这种科技进步是不可逆转的。“任何重大的新科技出现,人们都会小心谨慎,但它是不会停止的。”

当然在某些地区, 一定会存在,顾虑机器人的使用,会程度不等地减少人的工作。 尽管Clearpath的CEO和合伙创办人马特·伦德尔(Matt Rendall)在近期的新闻报道中透露:“北美的制造商长期面临境外低成本的压力而在寻求解决办法。”

克罗夫特说得更简洁:“ 别让人做机器人能作的工作。如果这份工作枯燥无味或危险, 用机器人来做。”

Clearpath 视 OTTO向该方向前进了一步, OTTO有灵活多样的参数设置,相对人而言,能更便宜而有效地重复工作。伙伴机器人的OSHbot会稍微复杂一点, 它适用于特定的领域, 作些不需要人来做的平凡任务。

“机器人抢走了工作吗?” 克罗夫特反问:“答案是我们不可能全赢。 我认为在需要人的技能, 并发挥人类创造和创新的领域里, 雇请员工人要好得多。”

目前, 克罗夫特说, 制造业是机器人的最大用户(这种状况已持续一段时间了),仓储业对机器人的需求也在增加, 而小企业会使用类似Clearpath’s OTTO型的机器人。

徳莱克斯勒指出虽然机器人的研发成本没有降低, 但硬件花费有所减少, 并且功能还在增加。“因此更多地使用自动化就变得更合情合理了。”

不管怎样, 工商业应用的机器人还只是第二代, 如同Clearpath和伙伴机器人这样的公司所看到的那样, 大大小小的企业为了应付全球竞争, 对能帮助他们减低成本,提高效率的机器人的需求日益增长, 继而产生了强大的, 促进机器人发展的市场推动力。

“未来将变得更加复杂, 机器人如何演变的过程也将很有趣。”克罗夫特说:“但无论它们以何种形式或形状出现, 不容怀疑的是, 它们一定会来的。”