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[導(dǎo)讀] 人們?yōu)槭裁磳C(jī)器人這么緊張呢?機(jī)器人不用睡覺,不用擔(dān)心衰老。機(jī)器人不用吃飯,省出了很多時(shí)間。更重要的一點(diǎn)是,機(jī)器人不用上學(xué)。隨著5G、6G等新技術(shù)的出現(xiàn),所有的知識到它的大腦里可能只需幾秒鐘。未

人們?yōu)槭裁磳C(jī)器人這么緊張呢?機(jī)器人不用睡覺,不用擔(dān)心衰老。機(jī)器人不用吃飯,省出了很多時(shí)間。更重要的一點(diǎn)是,機(jī)器人不用上學(xué)。隨著5G、6G等新技術(shù)的出現(xiàn),所有的知識到它的大腦里可能只需幾秒鐘。未來將機(jī)器人組網(wǎng)以后,新的技術(shù)可以在瞬間得到共享,那就更加“嚇人”了。那么,機(jī)器人到底是敵人還是朋友?在我看來機(jī)器人永遠(yuǎn)是我們的親密伙伴。

提到機(jī)器人,一部分人大腦里的圖像也許是這樣,在機(jī)器人學(xué)術(shù)圈里它叫“6軸機(jī)器人”。6軸機(jī)器人主要用于工業(yè)場景,上圖是它的典型應(yīng)用場景——汽車廠。這是點(diǎn)焊機(jī)器人,我們通過點(diǎn)焊把鋼鐵連接在一起變成車身,涂裝完成以后送到我們身邊。

提到機(jī)器人,還有很多人大腦里出現(xiàn)的場景是這樣的,很多科幻片里也有這樣的場景,我們將這種機(jī)器人稱為智能機(jī)器人。機(jī)器人的發(fā)展是從工業(yè)機(jī)器人不斷向智能機(jī)器人演進(jìn)的過程,所以未來我們的重要機(jī)器人伙伴都是這種智能機(jī)器人。談到機(jī)器人不得不提它的英文名——Robot。其實(shí),Robot這個(gè)詞是1920年捷克作家卡雷爾·恰佩克創(chuàng)造的,在波蘭語里的意思是“工人”,在捷克語里是“勞役和苦工”的意思。

它們都是非常精巧的裝備,能夠完成具體的工作。尤其是指南車,以前我們看到的古代的指南針經(jīng)常是指北,只有這款指南車是指南。在《三國演義》里諸葛亮研究了一種產(chǎn)品——木牛流馬,這是他和曹操進(jìn)行對戰(zhàn)時(shí)非常重要的裝備。1738年,法國科學(xué)家用機(jī)械制造了機(jī)器鴨,能像鴨子一樣完成很多鳥類的動(dòng)作。瑞士的鐘表業(yè)非常發(fā)達(dá),瑞士有一對父子發(fā)明了一個(gè)玩偶,可以簽字。這都是非常精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

蔣新松院士是中國機(jī)器人研究的帶頭人,被稱為“中國機(jī)器人之父”,在他的引導(dǎo)下,中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有了一次飛躍式發(fā)展。機(jī)器人有什么樣的典型結(jié)構(gòu)?圖中是典型的串聯(lián)結(jié)構(gòu),6軸。我們可以把“軸”理解成關(guān)節(jié)或旋轉(zhuǎn)軸??臻g有X、Y、Z三個(gè)直角坐標(biāo)軸,還有X、Y、Z三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。通常我們認(rèn)為一個(gè)6個(gè)自由度或者6個(gè)軸的空間坐標(biāo)能夠取代中間空間的所有點(diǎn),意味著一個(gè)6軸的機(jī)器人可以完成空間的所有工作。

但是,我們后來發(fā)現(xiàn)6軸并不夠用,人的胳膊是7軸結(jié)構(gòu),于是研究者開發(fā)出了7軸機(jī)器人。7軸機(jī)器人可以完成非常復(fù)雜的動(dòng)作,就像腕關(guān)節(jié)固定,胳膊仍然可以做出不同的動(dòng)作。這種機(jī)器人在什么時(shí)候最有用呢?它在一些封閉、復(fù)雜的狹小空間里可以有效地完成動(dòng)作,例如做手術(shù),做手術(shù)的時(shí)候機(jī)器人必須要繞過你的骨骼,這個(gè)時(shí)候7個(gè)自由度機(jī)器人會體現(xiàn)出價(jià)值。

對機(jī)器人來講力傳感器和視覺傳感器也是非常重要的,所以研究者也在不斷開發(fā)智能傳感器。機(jī)器人還配有控制器,控制器像什么呢?像人類的大腦,也相當(dāng)于計(jì)算機(jī)CPU。它能夠采集數(shù)據(jù),分析和規(guī)劃路徑。我們提到的操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)內(nèi)核使機(jī)器人和人之間能夠建立更有效的溝通。大家看到的是一個(gè)雙臂機(jī)器人,雙臂機(jī)器人每個(gè)胳膊有7個(gè)關(guān)節(jié),也就叫7個(gè)自由度的機(jī)器人。

我們以前生產(chǎn)的機(jī)器人都是單臂,但是單臂不足以替代人類完成更多的工作,所以雙臂應(yīng)運(yùn)而生。雙臂機(jī)器人其實(shí)很復(fù)雜,為什么呢?人同時(shí)使用雙臂勞作很簡單。對于機(jī)器人來說,要隨時(shí)能感知兩臂之間的空間,兩個(gè)胳膊不碰撞在一起,要構(gòu)建一個(gè)非常有效的空間坐標(biāo),讓兩個(gè)臂之間不要沖突,這個(gè)要求非常高。所以,對人類來說很簡單的工作,對機(jī)器人來講卻非常難。但是也有一些機(jī)器人擅長的工作對人而言就非常難了。

我們再看這個(gè)場景,這是典型的雙臂機(jī)器人,它配備了AR視覺系統(tǒng)。我們和機(jī)器人之間怎么溝通呢?難道是靠說話?說話交流的速度和信息量是不夠的。人認(rèn)知外部世界更多是靠視覺,因此我們經(jīng)常在想人和機(jī)器人之間是不是能建立一座橋梁,讓大量的數(shù)據(jù)有效快速傳遞?這種想法促成了AR系統(tǒng)有效的嫁接。

另外一點(diǎn),這個(gè)產(chǎn)品在落地的時(shí)候?qū)﹄姍C(jī)的沖擊非常大,如果控制不當(dāng)?shù)脑掚姍C(jī)當(dāng)時(shí)就被摧毀了。所以機(jī)器人的緩沖和震動(dòng)過程都有大量的算法在跟蹤,機(jī)器人也從以前的工廠逐步進(jìn)入許多能夠創(chuàng)造更多價(jià)值的地方。機(jī)器人可以有效地剔除生物震顫,所以做微創(chuàng)手術(shù)的創(chuàng)面更小,做的手術(shù)可以更精巧。這都是手術(shù)機(jī)器人可能作為伙伴出現(xiàn)的例證。

我們早期研發(fā)機(jī)器人一般利用機(jī)械、電子等傳統(tǒng)的工程學(xué)科知識。今天,大量的哲學(xué)、倫理學(xué)都融入到機(jī)器人研究中。機(jī)器人倫理中,有一個(gè)著名的機(jī)器人三原則:第一,機(jī)器人不得傷害人類; 第二,機(jī)器人必須服從人類的命令,除非與第一條相反; 第三,機(jī)器人必須保護(hù)好自己,除非和前兩個(gè)沖突。機(jī)器人三原則是由著名科幻作家阿西莫夫提出的,是在開發(fā)智能機(jī)器人時(shí)最重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。

大家經(jīng)常在想,未來機(jī)器人到底怎么樣?會不會是人類的敵人?未來機(jī)器人一定是人類的親密伙伴,原因也正是這三點(diǎn),這三點(diǎn)保障了機(jī)器人和人類之間親密的關(guān)系。

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