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关于机器人的一些思考,欢迎大家讨论!

工程师
2011-03-15 14:34:06     打赏
关于机器人的一些思考,欢迎大家讨论!
写于: 星期二 11 四月 @ 13:07:39
 
视点机器人的概念庞大而杂芜,大多数人都难以正确认识机器人。一方面这与机器人本身的定义不明有关,各个领域对机器人的认同不一;另一方面大众对机器人的期望过高,宣传偏颇有关。

关于机器人的一些思考,欢迎大家讨论!

国防科大机器人实验室 王香客

什么是机器人?
机器人的概念的外延与内涵目前定义的很不明确。
机器人中文名字重心落在人上,中心语是人,机器为形容词。给人的第一感觉就是用机械组成的人。这个名字给普通人的印象就是机器人应该是与人有相似的外形,两只手两条胳膊加上一个超级大脑和不坏的身躯,如同科幻大片中拥有超级能力的人形物。不能不说,人们对机器人的误解科幻电影要负一定的责任。毕竟,现代人接触最多也最容易接受的机器人形象还是来自科幻电影。
但是事实上,机器人的英文名Robot,应该译作智能机械比较好。他不一定要以人的形象出现或者要比人具有更强的能力;它只是具有一些自动处理能力的机械或逻辑存在而已。在机器人领域看来,日常生活的很多智能设备都可以纳入机器人的范畴.例如自动吸尘器,全自主洗衣机,工业生产中的各种自动化生产线如自动装配系统,自动喷漆系统,军事领域里的各种智能武器如导弹,无人机,无人作战平台,甚至于处于巡航状态的客机等都可以认为是机器人。机器人也不一定要求具有实体,如具有一定的类似人思索能力的软件,向各种soft agent,搜索引擎等都可以认为是机器人。实验室中的各种人形机器人,科幻片中的超级机器人更是属于机器人

机器人的概念庞大而杂芜,大多数人都难以正确认识机器人。一方面这与机器人本身的定义不明有关,各个领域对机器人的认同不一;另一方面大众对机器人的期望过高,宣传偏颇有关。
近几十年来,机器人技术发展进步不大,甚至可以说是裹足不前。早在80年代初,863计划制订时,机器人与航天、电子、材料、生命科学等一起并列为重点发展学科;但是二十来年来,机器人在高智能领域没有真正的突破性进展。一方面,机器人是一个综合性很强的学科,它的发展离不开电子,材料,机械,生命科学等等的发展,离不开国家基础工业的发展;另一方面机器人技术的核心控制、人工智能等都缺乏突破性的或振奋人心的进展,不确定性,非结构化的研究难题仍然难以解决。但同时,机器人在应用领域,特别是在工业领域,娱乐(玩具)领域的应用得到了飞速的发展,但是他们的发展很大程度上取决机械,电子的发展,而不是机器人智能或者机器人技术本身的发展。机器人的进一步发展,首先得理清机器人的概念,确定机器人的发展方向。针对不同类型的机器人采用不同的发展策略。

机器人的概念可以分为广义上和狭义上的。广义上的机器人是指具备一些自动处理能力的机械或逻辑存在,它只要求具有一定的感知能力/执行能力,是模仿或延伸人的某些执行功能。这是目前机器人界普遍认可的机器人。狭义机器人是指具有逻辑思维或推断能力的广义机器人,它强调机器人对人大脑的模仿,能够接受外界信息,并且像人一样提取有用信息,思考/推断较复杂的逻辑,进而执行/反馈结果。应]该说这是绝大部分科幻迷们心目中或者是认可的机器人。狭义机器人的发展受制于人工智能和传感信息的发展,受制于生命科学特别是脑科学的发展,目前发展缓慢,与实用的差距很大;但是它应该是那些潜心做学问的机器人实验室的重点发展方向。

为进一步明确广义机器人的外延和内涵,这里提出机器人层次说。把广义上的机器人按照能力层次粗略划分为几大类,可以认为是广义/狭义机器人的进一步细分。

机器人层次说:
重复性劳动机器人:各种典型的工业机器人,如汽车装配车间的喷漆机器人,拧螺丝的机械臂,或者巡航状态的大型客机等。它们不具备思考能力,只有简单的识别能力,从事单一劳动。
反射性机器人:这类机器人依据传感器探测外界条件变化作出简单应对,它的应对是条件反射式的。全自动洗衣机,包容式机器人等
程序类机器人:按照固定程序或流程执行,借助不同的传感信息,可以选择不同的执行流程;但它本身不具备推断或思索能力,不具备自动学习能力。例如当前的一些竞赛机器人,典型的如寻线机器人等
交互类机器人:能够与人交户的机器人。它们能够接受外界命令,执行指令;但本身没有思考能力/推断能力,只是把外界命令简单映射成指令动作。例如现在的各类遥控机器人。
自学习机器人:自己具有一定的分析判断能力,能够在人或其它工具的帮助下,积累一定的经验,逐步适应环境,学习独立处理的能力。这类机器人一般内部都带有一个判决机,根据感知到的环境和已有经验来断定下一步行动。这类机器人可以认为带有一部分智能了。典型的如实验室环境下的有自主判别能力的清扫机器人。
智能机器人:能够独立自主的适应复杂环境,感知周围环境信息根据一些基本准则最优化出处理下一步行动。目前只存在于科幻影片中。


这六类机器人,第一类,第二类目前已经广泛应用于工业中;将来随着传感技术和执行能力的增加也必然会得到更加广泛的应用。但是这两类机器人也是一般人比较迷惑的机器人,它们究竟属不属于机器人范畴也有很多争论;不过从机器人技术讲,它们已经不存在技术难点. 第三类,第四类机器人是当前蓬勃发展的机器人,具备简单的执行能力,又有一定的智能化;但是从本质上来说,它们都是人(程序员或者遥控员)在思考和决策,本身不具备实际的智能(虽说它们能够随环境调整自己)。第五类机器人目前主要存在于实验室或结构下的环境中;火星车具备一定的独立处理和学习的能力,也可以归于此类。整体上看,这类机器人的发展还有很多难题,特别是在野外复杂多变的环境下,实用价值不大。第六类机器人现在对他们的算法有些研究,主要是从第五类机器人中发展过来的;但距离实际应用还有相当距离。第五类,第六类机器人代表着当前机器人的发展方向,它们的发展取决于人工智能等的推动。


机器人的发展需要走市场化的道路,少不了商业上的推动。一类、二类机器人早已商业化;三、四类机器人目前是想发机器人财的人追逐的热门;五六类机器人还难以商业化。从当前的技术发展和实用性看,第四类机器人的前景尤其广阔。他借助人的智能和自己的执行能力,能够适应不同环境,大大延伸人的处理能力和活动范围。这类机器人小到小孩的遥控玩具,大到美国佬的无人作战平台,包罗万象;而在日常生活中,这类机器人也有诸多大展身手的地方,若干年内说不定你就会使用各类遥控机器人商场购物,保安巡逻等。

本文所术为一己之见,文中有很多不完整或错误的地方.在这里抛砖引玉,旨在和广大机器人爱好者共同探讨机器人的一些基本问题,共同促进我们热爱的机器人事业的发展。欢迎大家提出自己的看法,共同讨论.

 




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