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比尔-盖茨预言:未来家家都有机器人

院士
2011-03-01 11:00:08    评分

30年前,比尔·盖茨毅然弃学,创立微软,成为个人电脑普及革命的领军人物;30年后的今天,他预言,机器人即将重复个人电脑崛起的道路。点燃机器人普及的“导火索”,这场革命必将与个人电脑一样,彻底改变这个时代的生活方式。

机器人正经历“PC式发展”之路

  我们站在时代的节点:一个崭新的产业即将崛起。若干开创性的新技术为这个产业的崛起奠定了基础;几家口碑颇佳的企业提供了极为专业的商品;一大批新公司迅速壮大,致力于制造新式玩具、为发烧友提供配件,还出售其他各种有趣的利基产品。然而,它也是一个高度分散、各自为政的行业,几乎没有统一的标准或平台。这个行业的开发项目复杂、进展缓慢,可投入实际应用的成果寥若晨星。

  人们可以用上面这段话来描述20世纪70年代中期的计算机行业,那时我和保罗·艾伦才刚刚创建微软公司。那个年代的大型计算机体型臃肿、造价高昂,通常是在大型公司、政府部门和其他各种机构中用于后台操作,支持日常运转。

  目前机器人行业的发展与30年前的电脑行业极为相似。今天在汽车装配线上忙碌的一线机器人,正是当年大型计算机的翻版。而机器人行业的利基产品也同样种类繁多,比如协助医生进行外科手术的机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦察机器人、以及负责清扫地板的家用机器人,还有不少参照人、狗、恐龙的样子制造机器人玩具。

  机器人行业现今面临的挑战,也和30年前电脑行业遇到的问题如出一辙:机器人制造公司没有统一的操作系统软件,流行的应用程序很难在五花八门的装置上运行。机器人硬件的标准化工作也未开始,在一台机器人上使用的编程代码,几乎不可能在另一台机器上发挥作用。如果想开发新的机器人,通常得从零开始。

  虽然困难重重,但我跟涉足机器人技术的大学研究人员、实业家、发烧友,乃至高中生都谈到过这方面的话题,他们那种知难而进的激情和对未来的期许,令我不由回想起自己的经历。当年我和保罗·艾伦一边看着各种新技术相互融合,一边梦想着将来有一天,家家户户的书桌上都摆着电脑。现在,我看着多种技术发展的趋势开始汇为一股推动机器人技术前进的洪流,我完全能够想象,机器人将成为我们日常生活的一部分。

距离梦想有多远

  制造机器人的梦想已经延续了几千年,形形色色的机器人在科幻故事里大行其道,不过现在的机器人连门和敞开的窗都很难区分开。

  “机器人”(Robot)这个术语是1921年捷克剧作家卡雷尔·恰佩克(Carel Capek,l890年-l938年)首创的,很快就流行开来。不过,打造人形机器人的梦想,却已延续了数千年之久。早在古希腊古罗马的神话中,冶炼之神便开始用黄金打造机械仆人。公元1世纪,亚历山大的赫伦(Heron,传说这位杰出的工程师发明了第一台蒸汽机)设计出一些令人叹服的自动机器,据说其中一台还能说话。另一位科技奇才达·芬奇l495年的草稿中夹着一张制作机械骑士的草图,这位机器人骑士能坐能站,手脚还能活动。人们认为这应该是第一份人形机器人的设计图。

        一个世纪以来,众多风靡一时的科幻作品——比如艾萨克·阿西莫夫的小说《我,机器人》(I,robot,又名《机械公敌》)、电影《星球大战》以及电视剧《星际迷航》等陆续登场,使机器人成了大众文化中司空见惯的角色。机器人在科幻世界中如此大行其道,表明公众也认同,有朝一日机器人将会融入我们的日常生活,但想要达到科幻作品中的水平,还有很长的路要走。

  要想让电脑和机器人感知周围的情况,并作出迅速准确的反应,难度之大远远超乎人们的预期,这成了科幻与现实之间存在巨大差异的原因之一。不过,研究人员已经逐渐摸索出解决办法。拥有超强处理能力的电脑日益普及,将为研究者排忧解难。

  20世纪70年代,一兆赫处理能力的成本超过7,000美元,今天却只值几美分;一兆比特的存储容量,也经历了类似的价格暴跌。有了如此廉价的计算和存储能力,科学家就能动用大量电脑资源,踢走那些阻碍机器人进入现实世界的绊脚石。

  开发机器人的另一个障碍是硬件设备的成本过高,例如传感器、电机和伺服装置等都价值不菲,但目前这些器件的售价也在迅速下降。现在,机器人设计师无须花费太多,就能为机器人配备各种功能强大的传感器。在电脑处理能力和存储容量突飞猛进的基础上,这些新加入的传感器件将使机器人如虎添翼。今天的机器人已经可以承担某些具有相当难度的工作,例如打扫房间、协助排除路边炸弹等,而在仅仅几年以前,市面上出售的机器人根本不可能完成这些任务。

改变时代

  机器人将成为由PC控制的外接设备。它们的样子也许会离我们的科幻故事越来越远,但样子并不重要,重要的是,它带给我们的改变丝毫不逊于PC过去30年来的影响。

  机器人融入我们日常生活的步伐有多快?据国际机器人联盟调查,2004年,全球个人机器人约有200万台,到2008年,还将有700万台机器人投入运行。按照韩国信息通信部的计划,到2013年,韩国每个家庭都能拥有一台机器人;而日本机器人协会预测,到2025年,全球机器人产业的“蛋糕”将达到每年500亿美元的规模(现在仅有50亿美元)。与20世纪70年代PC行业的情况相仿,我们不可能准确预测出究竟哪些用途将推动这个新兴行业进入临界状态。不过看起来,机器人很可能在护理和陪伴老年人的工作上大展宏图,或许还可以帮助残疾人四处走走,并增强士兵、建筑工人和医护人员的体力与耐力。

  未来绝大多数机器人的外貌肯定将与C-3PO(《星球大战》中那个多愁善感的人形机器人)迥然不同。实际上,随着移动式外设的日益普及,我们可能越来越说不清到底什么才是机器人。这些机器人的功能高度专业化,深入千家万户,但外貌却跟科幻作品中那些两足拟人机器大相径庭,说不定我们不会再把它们叫做机器人。不过,名字并不重要,重要的是,随着这些装置的价格逐渐降低,达到普通消费者能够承受的水平,它们极有可能使人类社会生活的方方面面——包括工作、交流、学习及娱乐等,影响之深远丝毫不逊于过去30年间个人电脑给我们带来的改变。

 

关于智能机器人

    智能机器人是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器,是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。智能机器人领域涉及学科见 下图。机器人研究成果是综合研究实力的象征。




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