机器人崛起

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  寒假的某夜,想到明天的补课。可你已奋战数日的《暗黑破坏神》今夜大战李奥诺克王。管他这么多,开闹钟!你对桌上的iPhone4S说到:“明天早上7:30记得叫我。”于是,你的大战开始了……
  第二天清早,闹钟准时响起,可是你由于昨夜的“疲惫”,实在没有力气去演绎一场伟大的“起床励志故事”,有气无力地对iPhone4S说:“求你再晚一个小时吧。”闹钟戛然而止。一个小时候后,闹钟再次响起……
  你无法想到的是,你与李奥诺克王的战斗实际上是人脑与AI的战斗,手机内置的SIRI人工智能语音控制系统,让手机进化成强大的智能化机器人。
  2012年初,机器人产业技术研讨会在重庆科技馆落下帷幕,儿童陪护机器人、无人驾驶汽车、语音对话机器人、工业机器人与自动清扫机器人,给重庆市民展现了未来智能化生活的轮廓。机器人,已经渗透到生活的方方面……
  图灵测试
  关于人工智能的话题,我们绕不开一个著名的测试——图灵测试。
  图灵测试的基本条件:
  1 准备A、B两间完全看不透的房间,分别安置一个人与一个拥有强大AI的机器人,审判者只能通过打字与他(它)们沟通;
  2 审判者分别向A、B提出问题,问题随机,但审判者事前不知道A和B里坐的是谁。
  首先,审判者向A发问。
  审判者:A,请问你从哪里来?
  A:我昨天从北京乘飞机来的。
  审判者:A,请问你从哪里来?
  A:严格地说,我家住在北京东三环的一个大型居住区。
  审判者:A,请问你从哪里来?
  A:你怎么总是问同样的问题?好吧,从生物学的角度讲,我是我妈妈生下来的。
  审判者:A,请问你从哪里来?
  A:……我说你烦不烦啊?没事儿折腾我玩吧?我不干了!
  在A拒绝回答你的问题后,你开始向B发问。
  审判者:B,请问你从哪里来?
  B:你好,很高兴认识你,我是广州人。
  审判者:B,请问你从哪里来?
  B:你好,刚才我已经回答过一次,我是广州人。
  审判者:B,请问你从哪里来?
  B:你好,刚才我已经回答过两次,我是广州人。
  审判者:B,请问你从哪里来?
  B:嗯,看来是我误解了你的意思,从哲学意义上讲,或许我与宇宙万物有很大的关系。比方说,我是由基本粒子组成的,但基本粒子来源于宇宙的诞生……
  测试结论
  从答案就可以知道,房间B里是一台不折不扣的人工智能,它拥有非常强大的逻辑能力,但是人类已有的技术还无法赋予它真实的情感。换句话说,人工智能能够具备强大的IQ,但人工智能的EQ几乎等于零。
  图灵测试的意义在于,当一台人工智能可以欺骗过人类,使人类相信它也是人类的时候,这才是完整意义上具有智慧的机器人。毫不夸张地说,机器人通过图灵测试是科学家孜孜以求的终极目标。
  真正意义上的大师
  冯·诺依曼被认为是计算机之父,但这位伟大的科学家不止一次在公开场合表示,阿兰·图灵才是计算机之父。
  第二次世界大战,阿兰·图灵协助英国军情处破译并掌握了纳粹德军密码制度。由此,纳粹德国对英国的空战与海上斗争中处于无知的被动。
  1945年,图灵进入英国国家物理实验室,开始了“自动计算引擎”(人工智能的雏形)的研发工作;1949年成为曼彻斯特大学计算机实验室副主任,提出了伟大的“图灵测试”;1952年,他开发了超越时代的国际象棋程序以至于当时的电脑运算死机,他以人脑按照电脑的思考模式与同事下了一盘棋,完成了人类第一次“人机大战”。当然,大战的结果是“电脑”完败。
  1954年,图灵以吃一口浸入氰化物的苹果结束了自己的生命。这个被咬掉一口的苹果,被很多人认为是“苹果”商标的来源。
  机器人的衣食住行
  从“图灵测试”的提出到日本本田公司可以奔跑的阿西莫,机器人走过了63年的历史。
  通常概念下,我们会认为机器人必然有“人”的模样,这其实不一定,依据机器人的功能与作用,其外形与智能程度千差万别。但是,我们把机器人群体看作“人”的话,可以从“衣、食、住、行”人类生活四大基本要素来了解机器人的世界。
  衣
  《科学Fans》的编辑是一群80后,在像你这么大的时候,看过一部牛掰了的美国科幻电影《终结者2》。主角T800出现的时候,披了一副伪装人皮的美国加州前州长,前世界健美冠军——施瓦辛格先生简直帅爆了!三下五除二,T800从几个小混混手上抢走了皮衣、皮裤、墨镜、散弹枪和哈雷摩托车。
  现实世界里,别说拥有T800的战斗力,能够有一部机器人能像它那样将摩托车开走都是科学技术的巨大进步。事实上,现阶段人类制造的机器人中,类人型机器人是极少数。依据功能的不同,有的机器人像煤气罐,有的像遥控车,有的是一个机器臂重复着一样的动作,还有的机器人就是一部手机,比方说iPhone4S。
  用于深海探测的机器人长得像煤气罐,因为深海巨大的压力需要机器人的外壳能够Hold得住。我国在去年成功开发出下潜深度为6000米的“蛟龙”号机器人,具备全球最尖端的深海探测与控制技术,今年它将挑战7000米潜深,运用于海底勘探、海床绘制并搜寻矿藏,耐压能力超过核动力潜水艇。
  军用机器人中,无人机是最典型的人工智能。以美国刚投入现役的A160蜂乌无人机为例,搭载18亿像素数码摄像机,可以在2万英尺(约6000米)的高度定点监视目标并滞空8小时。此外,美军在阿富汗战争中利用无人机,发射导弹成功击毙“基地”组织二号头目。
  食
  在日本搞笑动漫《阿拉蕾》中,主角阿拉蕾就是一个机器人,她补充能量的方式非常特别——喝汽油。《机动战士高达SEED》中,主角机体“自由”更夸张,直接搭载小型核动力装置。无论是喝汽油还是核动力,只是科学家梦寐以求的结果罢了。
  现阶段的机器人,绝大多数采用电力驱动,少数军用机器人使用燃油驱动。机器人“大脑”和个人电脑并9B-致,都需要电力供应。机器人的运动,则是液压驱动、气压驱动、步进电机驱动或者直流电机驱动,电池很自然成为能量源。但是除工业机器人有稳定电力供应,军用大型机器人由燃油提供动力外,其他机器人的独立电池由于技术原因,续航能力很短。以类人型机器人巅峰之作阿西莫为例,所搭载的镍氢电池仅供续航30分钟。
  什么?锂电池?锂电池听上去是个不错的主意,但锂电池单芯只能提供3.7伏电压,要达到足够的电压必须串联很多个电池。此外,锂电池由于放电倍率偏小的原因,当机器人全身所有驱动器同时要求电力供应时,过大的电流需求会“引爆”锂电池。
  住
  机器人的居住问题还没有引起足够的重视,又或者没必要重视,因为从人工智能的角度来看,机器人无处不在。
  说近一点,你玩游戏时PK的电脑AI,你过马路时的智能红绿灯,你手机上某些智能程序或者强大 的1Phone4S手机,智能机器人就在你身边。说远一点,现在的汽车焊接、金属治炼、家电喷涂等生产线上,几乎全部由生产型机器人完成,它们老老实实固定在流水线上,一丝不苟地重复着一样的动作。
  无论远近,智能机器人就在你身边,已经“严重影响”你的生活。
  行
  人能够平稳地走路,依靠的是前庭小脑调整肌紧张,脊髓小脑控制肌肉张力与协调,大脑与小脑影响行走的起始、计划与协调,在神经系统的紧密配合下,大脑这台超级计算机才能控制人的行走平衡。
  机器人如果想要和人一样两条腿走路并奔跑,全球有此技术的国家不超5个。首先,跑这个动作需要电机与齿轮高速运动,需要液压系统降低震动;其次,平稳地跑需要在机器人头顶、手部、腰部和腿部安装多个陀螺仪,由陀螺仪确定身体是否平衡:最后,需要机器人大脑处理陀螺仪发来的信号,然后再发送协调指令给身体上的电机与液压系统。此外,当人在奔跑中摔倒会下意识保护自己,而机器人摔倒则不会做出任何保护措施而重击地面。
  可以这样总结现在的机器人行走技术:除了天上飞的、水里游的和不需要动的,地面上只要是能走的,多数都是依靠轮子或者履带驱动。
  机器人的新趋势环境感知技术
  2010年9月16日,一年一度的IDF展览在美国旧金山举办,英特尔在大会上非常低调地介绍了正在开发的环境感知技术。简单地说,环境感知是一台高度智能的机器人,会通过机体所装备的各种传感器收集周围信息,通过强大的运算系统对需要的动作提前预判。
  假设有一位腿脚不灵便的老人,当他口渴想起身喝水的时候。具备环境感知能力的机器人就会及时把装满水的杯子送到老人手上;又比如说,因为学习忙,你喜欢的某一档球赛看不了。你不需要告诉机器人,它会自动为你完成录制工作。
  以上两种表现仅仅是环境感知技术的基本运用,这一技术的终极目标有两个,第一,通过专门的感应技术获取人类的脑波信号,通过对脑波的分析提前做出相应的动作,协助人类解决问题;第二,人工智能机器人可自行分析周围的环境,用自己的思考去选择合适的行为方式。
  一旦开发出具备复杂环境感知能力的机器人,我们可以让他们去太空、核反应堆等人类无法涉足的地方,执行需要复杂应变的任务。这项技术看起来似乎很简单,但它所要求的其实是把心理学、生理学、人类行为学、数学与逻辑运算整合到一起。
  环境感知技术的成品
  2010年9月,美国旧金山。一名中国记者对英特尔全球副总进行了一次深度专访。
  英特尔已经成立了专门的实验室,令人非常惊讶的是,这个实验室的主要专家不是计算机方面的权威,而是心理学、人类行为学、脑外科医生与社会学家,计算机专家仅占很少的一部分。该实验室已经开发出了一台具备人类5岁思考能力的环境感知机器人,并成功通过测试。
  在一次大型的晚宴中,测试者将环境感知型机器人带到会场。大约5分钟后,测试者有意躲避机器人并藏起来,实验人员则用隐蔽摄像头与无线数据链监测机器人的举动。在起初的一段时间,这台机器人表现很正常,但过了一段时间以后,它会搜寻四周的环境。试图寻找带他来的测试者。再过一长段时间以后,这台机器人找到其他人并发出语音寻求帮助,随后,它还准备拨报警电话……
  从测试中我们可以看出,这台人工智能得益于环境感知技术,不再按照指令的方式来计划自己的动作,而是拥有了人类才有的“心理”变化。EQ的初级概念已经在“环境感知机器人”中孕育。
  “我”的概念
  假设你面对以下两个问题,你如何解决?
  1 你对属于自己的人工智能机器人产生了感情(亲情、爱情或者友情),当“他”能源耗尽或者意外损坏后,你是否有复杂的心理变化?难受、压抑或者受到伤害?
  2 当属于你的人工智能机器人产生自我意识的时候,本来十分乐意帮你写作业的机器人变得不那么情愿,反而会跟你强调“我”这个概念,你是否会产生恐慌?
  前面我们提到了“环境感知”,对于英特尔这家企业而言,我们的确应该致以最崇高的敬意,因为对于该项技术的任何投入都是大量且持续的,而英特尔在近十年内是不会有任何收益的。
  但是,任何一项技术或者说任何一项科学发现,未经实践以前将面对很多的质疑与不确定性。同样,环境感知技术也不例外,因为它将引发关于机器人亘古不变的话题——“我”是谁?
  我们做一个大胆的假设,环境感知技术如果开发出一台具备强大学习能力、高度智慧并能思考的机器人。它会不会产生自我意识?如果产生了自我意识,机器人四大定律是否能够成为“机器人宪法”呢?
  未来的思考
  30多年前,人体低温冷藏技术诞生,濒死者可以死后通过冷藏等待死人复活技术。现在,人体芯片与机械义肢技术突飞猛进,我们是不是可以做出一种大胆假设——把人的思维拷贝进电脑?
  日本超现实动漫巨作《攻壳机动队》中就大胆表现了这一假设,人因为事故、厌倦或者衰老,在大脑内安装电子脑或者将自己的大脑思维拷贝进电脑,人的身体乃至器官,可以用精密电子机械代替。于是,某些极端的人在形态上已经找不到丝毫“人”的踪迹,更极端份子则游离于网络之中。连“形”都没有了。
  《攻壳机动队》英文名为《GhostIntheshell》,中心思想指的就是,当“人”只是一个包容“灵魂”的外壳时,这个“人”还是传统意义上的人吗?想到这里,我不由得倒抽一口冷气。人类可以在制造的机器人核心代码中根植“机器人宪法”。但如果人的思维数字化以后,他是否还会遵循“机器人宪法”?
  无论机器人技术发展还是人类本身数字化的发展,都将面对一个核心问题——我,机器人?
  影视作品中的机器人
  最坚韧的机器人:T1000 《终结者2》
  在《终结者2》这部科幻电影里,每当这个可以任意变化的液态机器人T1000出现的时候,我都不由得会吸一口气,害怕自己Hold不住场面。
  T1000的出现,颠覆了人类对于机器人的传统想象。它没有科技感十足的芯片、电路或者能源设备,而是一台在固一液之间可以任意转换的机器人,他还可以模拟任何他接触过的东西。T1000作为一台机器人,他的目标只有一个,就是干掉孩童时代的人类救星约翰·康纳。虽然违反了“机器人宪法”,但只要指令下达,任何东西阻止不了他执行任务的脚步。
  《科学Fans》:影史上当之无愧的机器人第一杀手。
  最会耍宝的机器人:C-3PO与R2-D2 《星球大战》
  这两个机器人贯穿了《星球大战》六部曲。C-3PO是一个喋喋不休的语言翻译机器人,掌握了银河系内全部种族的礼仪和风俗。虽然身高超过1.83米,拥有全金属外壳,却非常懦弱和怕事儿。当它的“乌鸦嘴”说出口头禅“我有不好的预感”的时候,总有糟糕的事情发生……
  与C-3PO形影不离的R2-D2,是一个没有任何语言能力,只会发出简短声波与灯光信号的修理机器人,工作是修复受损的飞船并协助驾驶。与C-3PO相反的是,R2-D2是个身高不到12米的“移动垃圾桶”,非常机智与勇敢,经常在关键时刻利用自己装备的各种斧头和扳手,拯救倒霉的C-3PO和它的主人……
  《科学Fans》:虽然有明显的自我意识,但这两个活宝严格遵守了机器人四大法则。
  最有“性格”的机器人:塔奇克马 《攻壳机动队》
  《攻壳机动队》中,“公安九课”特别行动组配备了一群长得像甲虫的“思考战车”,严格说是拥有机关炮与黑客作战能力的战斗机器人。它们拥有高度的智慧和恐怖的学习能力,最可爱的是,在学习的过程中还养成了不同的性格。或天然呆、或调皮、或喜欢恶作剧,有时候又非常“二”。这就是一群发出“娃娃音”的塔奇克马。
  这群机器人由于产生自我意识,人类非常担心它们会伤害人类并计划销毁。在剧情结尾的关键时刻,这群机器人为了保护人类,用搭载自己AI数据链的轨道卫星拦截弹道导弹,以自我牺牲的方式拯救了自己的朋友。
  《科学Fans》:机器人如果产生性格,会不会和人类一样,演化出各种各样的情况?
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