“更聪明”的机器人 如何影响日常生活

    近日，2017国际机器人大会在佛山国际会议展览中心举行，22位来自全球的人工智能和机器人研究的顶尖科学家带来了各自最前沿的研究成果。

    基于微操作的机器人技术将把手术操作从器官级推向细胞级；辅助外骨骼机器人的应用将让饱受风湿症困扰的老年人重获行动自由；协作机器人将在全球范围内重新定义传统生产方式；基于大数据进行深度学习的人工智能将完成很多看似不可完成的任务……

    9月21—22日，2017国际机器人大会在佛山国际会议展览中心举行，22位来自全球的人工智能和机器人研究的顶尖科学家带来了各自最前沿的研究成果，为观众展示了一幅机器人时代将如何改变人们生活的图景。

    通过这幅全景图可以发现，过去认为只出现在科幻电影中的情节已经离人们的日常生活越来越近，机器人时代的到来将重新定义人们的工作和生活，这种改变将在未来几十年逐步显现。

    撰文：南方日报记者 孙景锋

    摄影：南方日报记者 戴嘉信

    深度学习▶▶让机器人“看得见”“闻得到”

    今年5月，一场备受世界瞩目的人机大战在浙江乌镇举行，世界围棋等级分第一的柯洁九段与人工智能AlphaGo进行三番棋大战。最终，AlphaGo连取三局，宣告了人工智能成功征服了这项被认为是人类智力顶峰的运动，而支撑AlphaGo成功的正是近年来人工智能领域大热的深度学习功能。

    深度学习是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的方法，其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，它模仿人脑的机制来解释数据，例如图像、声音和文本。通过尝试学习，人工智能得以迅速获得很多不可思议的能力。

    在本次机器人大会上，基于深度学习赋予人工智能视觉、嗅觉等功能成为了科学家们热议的话题。

    “我们正在教导机器人盲人摸象，让机器人能够像人一样快速识别图像信息。”澳大利亚悉尼大学终身教授、优必选人工智能首席科学家陶大程团队目前专攻的方向，是人工智能领域中的图像识别技术。陶大程介绍，人类吸收信息85%都是通过眼睛，但是机器却并不具备“视觉”，在人类面前就相当于一个盲人。

    对此，澳大利亚研究理事会机器人视觉卓越中心主任、IEEE院士彼得·科克认为，让机器人获得视觉的难点在于，当我们拍摄或者物品投射到眼睛上的时候，它是一个2D的影像，但是这个世界是3D的，这个过程中有一个维度的信息丢失了，而计算机没有办法把肯定的表象和结构区分开来。

    为了解决这个问题，陶大程和他的团队给出的答案是让机器人去“猜”，就像盲人摸象一样，每个盲人摸着大象的一部分，最后把获得的信息有机组合起来。“对于机器来说，我们需要通过传感器对一件物品的不同部分进行全视角、多视角观察，进而通过数据网络重构空间，再把目标物品信息在这个空间上呈现出来。”

    通过对大数据的深度学习和重构，科学家教会了机器人如何看世界，而这项技术将更广范围内得到应用和延伸。“通过建立高效解决多项任务的机器学习方法，未来我们甚至可以借助机器人分析一个人的身份、情感和年龄等全方位信息。”

    除了让机器人“看得见”，科学家正在赋予机器人更多感观功能。加拿大圭尔夫大学终身教授、博士生导师，先进机器人与智能系统实验室主任杨先一正在带领团队做仿真方面的研究，比如通过传感系统、神经网络等研究，模仿人的鼻子研发出能够辨别各种气味的机器人。

    随着电子鼻研究的深入推进，它还可以应用到很多领域，比如说让电子鼻来分辨出受伤的伤口的气味，根据这种气味来判断出人类的疾病，像肺癌等。

    医学应用▶▶把手术推向细胞级 助行动不便老年人重获“自由”

    随着机器人研究的深入，它的应用范围正变得越来越广，其中，基于微操作的微机器人技术有望帮忙医生克服一些人力无法克服的难题，把医疗水平推向一个更高的层次。

    香港城市大学讲席教授、博士生导师、机械与生物医学工程系主任孙东是当今世界上最早应用机器人技术对生物细胞进行微纳米操作和生物力学特性分析的少数几位学术带头人之一，通过对微纳米操作的研究，他希望把传统医疗机器人的精准度从目前的器官水平提升到细胞水平，甚至达到亚细胞水平，从而克服很多目前无法克服的医疗难题。

    他以癌症的治疗为例，癌症病情的发展是从一个单细胞变成一个比较大的肿瘤，从第一阶段一直往下发展，最后成为癌细胞。目前的医疗手段主要集中在肿瘤阶段，而随着对癌症研究的深入，目前出现的一种趋势是早期诊断和治疗，从单细胞开始就进行处理。

    “要实现这一点需要很高的精度，细胞的处理要通过手术来进行，我们可以对一个细胞进行改变，然后把这个细胞再注入肿瘤细胞集群中，改变其他的细胞。”孙东介绍，目前这种操作的主要难点在于手术的精度不高、效率比较低、连续性不够、成功率比较低、熟练度不够等，而微纳米操作技术的研究就是希望能够达到更全面的检测、更高的成功率以及更好的图像反馈，从而提供手术的成功率。

    除了应用到医疗手术当中外，机器人技术正让科幻电影中的情节成为现实。在包括《终结者》《美国队长》等一系列超级英雄电影中，辅助外骨骼机器人都扮演着很重要的角色，通过与人体结合，骨骼机器人赋予了剧中人物各种异于常人的能力，这样的情节距离我们并不遥远，不同的是，现实中的骨骼机器人主要应用于帮助行动不便者重获行动自由。

    丹麦奥尔堡大学终身教授、博士生导师，机器人研究中心（CRR）联合创始人白绍平目前正在从事外骨骼机器人研究，希望把机器做成的外骨骼放到人的身上，增强人的能力，让人体能够更好地运作。

    “比如说放到下肢可以增强你的行走能力，它的应用范围很广，主要是医疗方面，也可以在工厂中运用，通过外骨骼机器人来执行一些任务，比如人可以通过外骨骼机器人获得额外的帮助和支持，能够使人的耐力增强等。”

    白绍平介绍，目前外骨骼机器人能够帮助用户做一些简单的任务，但他希望机器人能够帮助用户执行一些更复杂的任务，为了做到这一点，目前他带领团队正在开发出意愿检测传感器，通过胳膊上的各种弯曲来进行检测，通过这些研究，白绍平希望让骨骼机器人更懂使用者，与人体合作无间。

    工业应用▶▶协作机器人将颠覆现有生产模式

    作为机器人最早的应用领域，工业机器人正在得到快速普及，以全球四大机器人公司之一的ABB机器人公司为例，它在100多个国家里拥有14.5万员工，每年收入达到140亿美元。除了在生产领域的推广外，机器人也正在重新定义传统生产方式。

    ABB机器人公司首席科学家兼研发总监张飚认为，在经历了从手工生产到自动化生产的发展后，目前制造企业正在迎来机器人与人的协作生产方式。

    “与人相比，工业机器人十分可靠，它能够连续工作6万小时，也就是7年时间内不需要保养和维护，拥有能够满足自动化产业生产需求的各种功能，同时也能够应对未来的发展需求，能够很容易地应用在一个工程化的环境中。”

    张飚透露，除了可靠性外，目前ABB正通过传感器控制、人工智能等方式教导、训练机器人学习新移动路径，完成新动作，从而与工人形成更紧密的协作方式，“在全自动化产业当中，组装工序是一个高强度的岗位，工人的体力将影响产品的质量和生产效率，这就需要人与机器人协作，让机器人做体力活，让人做他擅长的精密工作。”

    如何让人能够与机器人在同一条生产线上一起工作，仍是目前机器人研究领域的前沿话题。ABB打造的梦工厂能够帮助工程师建立起整套生产线模型。人们只要戴上眼镜，就能从眼镜中看到搭建的虚拟现实，从而指导工业生产线的设计，降低工艺制造的成本。

    在这个过程中，工业机器人也将变得更“聪明”，“未来，机器人能够处理未知的环境和情况，并加以解决。我们将在机器人中安装传感器，对收集到的信息进行分析，进而培训机器人，让机器人能够在实时环境中进行深度学习与积累。”张飚说。

    让人与机器人合作无间，也是日本发那科（FUNUC）机器人有限公司正在努力的方向。发那科（上海）研发中心机器人系统研发部门首席科学家王企远介绍，在不影响工作效率的情况下把部分机器人嵌入生产场景，实现安全的人机协作，可帮助中小企业实现工厂运作的半自动化。

    在常规的机器人生产线上，机器人工作时是用围栏围起来的，为了实现安全生产的目的，工人不能靠近机器人。但在现实的流水线运作过程中，人机协作显得尤为重要，这就必须去除围栏。

    协作机器人的出现就解决了这一难题。为了安全，发那科的智能机器人设置了触碰停止功能、推按退避功能、触碰回退功能，机器人碰到人之后，它不但会停下来，还会往回退一点，以避免挤压到工人的手。

    ■焦点

    机器人会在多大程度上冲击各种职业

    对于金融从业人员来说，机器人时代的到来可能更多意味着自己的饭碗将被取代。随着机器人技术的发展，在不久的将来，可以预见的是，越来越多职业将被机器人取代，对于多数人来说，应该如何看待机器人时代的机遇与挑战？

    对此，澳大利亚研究理事会机器人视觉卓越中心主任、IEEE院士彼得·科克认为，机器人带来的冲击可能并没有想象得那么大，“我在牛津的时候就已经讨论过，提出有14种工作可能会不存在，媒体也讨论了很多，我们也进行了这方面的研究；其实这个数字很小，只有9%—15%的比例。我不知道未来是什么情况，也许有一天机器人确实能够替代人类，但是现在我们要做的是教育人类。”

    澳大利亚悉尼大学终身教授、优必选人工智能首席科学家陶大程则坚信，当机器人进步的时候，人们的生活质量会更好，“改变了的工作本来就是应该被改变的。”

    他以自动驾驶技术为例，技术的普及可能使卡车司机丢掉工作，但是通过重新培训，能够让他们有更多的选择，让他们从事更有意义的工作，“我们的企业应该为他们创造新的机会，让他们做别的工作，比如坐在办公室、指挥中心，调度中心监控货车的情况，他们做的这些工作会提高人们的生活质量。”