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画画弹琴做手术 机器人不再是流水线“小工”

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原标题:画画弹琴做手术 机器人不再是流水线“小工”

20 17年世界机器人大会现场展出的设备。

现场展出的互动机器人。

手术台上固定着一颗直径约2cm、被撕下了一小块外皮的葡萄。两只笔头般大小的机械爪靠近,把这块外皮放回原位,再穿针引线,缝制、打结、缝制、打结……数分钟后,葡萄俨然已恢复原貌,只有细密的针脚暗示着它曾“受伤”。

8月23日至27日,2017年世界机器人大会在北京举行。上面这段视频吸引了众多观众驻足。而在5万平米的展区内,还有许多展位同样人气火爆:眉飞色舞的弹钢琴机器人,可感知简单情绪的导览机器人等等。

变化正在发生。尽管传统的工业机器人仍是机器人大军的主力,但随着技术设备的进步和市场需求的涌动,服务机器人开始崭露头角,从工厂车间的流水线向人们的家庭进军。人工智能,也成为机器人发展中的重要议题。

问世60年 工业机器人是主力

从1959年第一台真正意义上的机器人问世至今,全球机器人发展已近60年。只不过,与普通人在《变形金刚》等科幻电影中看到的不同,机器人的主战场并不是人们的家,而是工厂车间。

在工业领域,机器人的优势显而易见。让他们加入自动装配生产线,去做那些重复性强的工作,既能减轻工人的劳动强度,提高生产效率,又能把工人从严酷的生产环境,尤其是危险、有毒、有害的工作岗位上解放出来。

在过去多年中,工业机器人在制造业中得到了广泛的应用。中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所骆敏舟撰文称,在毛坯制造、机械加工、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人已逐步取代了人工作业。

在2017世界机器人大会的展馆内,也能看到许多工业机器人的身影。一些大厂为了更直观地展示机器人的控制精度,还纷纷玩起了花样:ABB的IRB120机器人,能够现场识别人脸帮观众画素描,末了还签上自己的大名;Festo让机器人玩魔方,15秒即可完成“观察”加还原的全过程;新松的双臂协作机器人则学会了画沙画,灵活地旋拧、定位看上去不输人类。

大会期间,中国电子学会发布了《中国机器人产业发展报告(2017年)》。报告显示,2012-2017年,全球机器人市场的平均增长率接近17%。2017年全球市场规模或将达到232亿美元,其中,工业机器人147美元,“老大”当之无愧。服务机器人预计规模29亿美元,特种机器人56亿美元。

所谓服务机器人和特种机器人,可以将其简单理解为生活服务和特殊行业的“从业者”。前者典型如教育机器人、导览机器人、医疗机器人,后者典型如排爆机器人,消防机器人等。

机器人有了十八般武艺

事实上,与工业机器人相比,服务机器人因其亲民特色,在大会现场受到了更多的欢迎。

大会南侧的走廊上,一群观众将某展台围得严严实实,悠扬的钢琴声持续传来。走近了才发现,弹琴者是一个大眼睛、长眉毛,一边弹琴一边冲观众抛媚眼的机器人。据介绍,这位钢琴演奏家全名特奥特罗尼科,昵称T eo。它有53根手指,弹琴时相当于人类五手联弹。

全场唯一的羽毛球运动机器人也有很高人气。虽然看上去只是一个方方正正的托盘,一根支架夹着羽毛球拍,它却击败了不少人类挑战者。“你发出球的时候,它就知道球会落在哪儿了。”生产公司荷福介绍,机器人的传感系统能精准定位羽毛球并预判轨迹,从定位到挥拍的处理时间不超过1秒,误差也很小。

科技含量最高的机器人之一则要数达·芬奇手术机器人。据介绍,它可以执行非常精密的微创手术操作,包括在心脏不停跳的情况下做心脏搭桥手术。目前,全国已有60多位“达·芬奇”上岗,2016年进行了1万多例手术。不过,这些手术并不是由机器人自己完成,它只是作为助手执行医生的操作。它的优势在于视野及角度增加,精度提高,有助于患者术后创口愈合和恢复。

值得注意的是,会场上各种各样的教育娱乐机器人,被孩子们团团围住。去年曾亮相大会的“贤二机器僧”合作方之一康力优蓝,带来了与贤二类似的家用机器人。它有着两只会扑闪的大眼睛,胸前放着平板电脑,能感知简单情绪并作出回应,还能双臂舞动表演。

虽然从外形上看各不相同,但在场的教育娱乐机器人普遍具有图像识别、语音识别、语音互动等功能,也都有内置程序,可以为孩子讲故事,也能帮孩子打电话给爸爸妈妈。这些机器人的售价并不便宜,从千元到数万元不等。即使是立在桌面上的小机器人,也均在近千元的价格。

“人工智能+机器人”成热点

需要注意的是,近两年大热的人工智能与机器人,其实是两个不同的领域。大会论坛期间,就有专家半开玩笑地直言,“很少跟人工智能的专家一起开会”。不过,智能化,确实正在成为机器人的发展方向。也就是像科幻电影一般,让机器人更像人、更聪明。

这样看来,服务机器人的表现就不太令人满意了。比如,大会现场有一台主打导览功能的机器人,号称商场、政府服务大厅是主要的应用场景。被问及是否能带消费者上下电梯到达不同商户时,工作人员表示,只能在同楼层使用。

法国国家科学研究中心系统分析与架构实验室的Jean-Paul Laum ond说,他很惊讶这次在现场看到这么多互动机器人。但是从某种程度上看,这些机器人就像套了外壳的手机语音助手一样,在感知、控制、运动方面做得似乎还没有那么好。

问题是,机器人的成长可不像人类喝水吃饭那么简单。要实现突破,需要从很多具体又艰深的方面协同推进。香港中文大学教授刘云辉就表示,智能包括语言智能、逻辑智能、肢体运动智能等。这些对机器人来讲,主要涉及理解、感知、肌肉运动等许多方面。

就拿人类一个简单的捡东西的动作来说,机器人需要对人的动作进行跟踪和识别,具备可以提供反馈的视觉驱动导航和实时的视觉系统,还要学会对柔性物体操作。

“工业机器人的技术会相对专一,或者是强度、速度、精度要求更高,也就是窄而强。家用服务机器人可能更加拟人,在情感和智能上要求更高。”在木爷机器人董事长蒋化冰叶看来,就像人类一样,服务机器人的努力方向是要从智能到形象到行动到感知都恰到好处,目前来看难度还比较高。

需要注意的是,当机器人越来越智能的时候,伦理和法律问题也随之凸显。机器人让人类失业怎么办?机器人会不会伤害人类?对此,Jean-Paul Laum ond的看法是,首先,机器人只要能实现其预期的任务目标即可,不一定在外观上那么像人类。其次,科学家们一定要严守红线,不让机器人和人类发生冲突的风险。

意大利比萨圣安娜大学教授PaoloD ario则认为,机器人的发展肯定是有风险的,但也不能过分夸大风险。监管机构可能需要对机器人行业进行监管。人们需在研发方面投入更多的精力,同时也需要加强国际的协作,尤其是在教育和基础科学方面。此外,制定非常明确的国际标准也是非常有必要的。

聚焦

智能社会究竟离我们有多远?

机器人产业的中国机会

中国已成为全球机器人产业规模稳定增长的重要力量。2016年,我国机器人产业规模首次突破50亿美元,预计2017年将达到62.8亿美元。

工信部副部长辛国斌在主题发言中介绍,近五年中国机器人产业规模增速基本保持在20%以上。统计显示,在工业机器人领域,中国将连续五年成为全球第一大应用市场。在家庭用等服务机器人领域,中国也有望率先形成数百亿美元的全盛时代。

他也坦言,与其他成熟产业相比,我国机器人技术产品不够丰富,产业规模总体偏小,应用领域还很有限。从政府层面来说,需继续按照《中国制造2025》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》的明确要求,统筹产业发展,推动在重大标志性产品、关键零部件等方面取得突破。

“中国制造2025,2020年是数字化深化应用阶段,2025年是深度互联阶段,2030年是自主智能阶段,这些对机器人都提出了新的要求。”哈尔滨工业大学教授、机器人研究所所长赵杰说。

按照中国制造2025的规划,2020年数字深化应用阶段,要求机器人提高自动化水平,即针对复杂应用开展自动化。2025年互联智能,是基于物联网机器人互联,包括基于大数据云端智能的自主学习、推理进化等等。2030年自主智能阶段,随着网络结构、大数据和人工智能的发展,或将催生一批新型智能机器人的智能体系,包括环境感知能力和针对具体场景智能发育式学习的能力。

赵杰认为,“十三五”期间,需要重新探讨和研究机器人到底需要什么样的操作系统,尤其是在与以人工智能为代表的新一代技术相融合的时候,操作系统的应有形态。此外就是机器人的功能软件,包括设计仿真、生产线的布局优化、工艺、故障诊断,以及机器人测试安全和可靠性技术等。

“经过十三五大量的投入— 可以说每年投入的钱都相当于前五年投入的总和—希望能够达到一个结果,就是在基础前沿技术方面出现一些国际高水平、原创性的研究成果。共性技术方面希望在核心零部件方面取得突破,能够在自主品牌机器人上实现一些规模化的应用,提升整体的研发能力,使得我国的机器人向中高端化迈进。”赵杰说。

出品:南方都市报科学新闻工作

主持:陈养凯

采写/摄影:南都记者 冯群星

作者:冯群星

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