【视频】| 500年制造史一瞥(下) 机器人-TheFieldOfVision


前一段看到一本叫《机器崛起》(Rise of the Machines)的书。其中,作者分三个阶段讲述了控制论的发展历程:最先用人类的思维去改造机器,即研究拟人化的机器,在体能和智能上要超越人类;接着用机械化理论控制、改造并重塑人类,认为思维有规律可循,可按照改造机器人的方式改造人类;最后用机器改造环境,可构建美好的梦幻空间、虚拟世界、虚拟现实。
那么问题来了,控制论是什么?

在二十世纪中叶,研究者们开始提出疑问:机器有没有可能像生物一样对周围的世界作出回应?
一个叫“控制论” (cybernetics)*的新研究领域应运而生,它吸引了各个领域的顶尖研究者们来用机器重建神奇的人类大脑。
他们的实验有史以来第一次证明了人工智能机器可以被搭建,并且它们可以用与生物惊人相似的方式与周围环境互动天职师大 。
类人机器人
很多研究者认为,要想让机器人像人类一样思考和行事,他们必需得有像人类一样的身体,并且能够像人类一样移动、操控和交流。
这就是《机器崛起》里提到的第一个阶段。
移动
人类可以用双腿保持平衡和在各种地形下高效地行走,这种方式将双手解放出来去完成其他的任务钱慧仪 。
经过了数十年的不懈研究,机器人才“长”出了腿和脚。虽然走过凹凸不平的路面对目前的机器人来说仍是一项巨大的挑战晶系魔法师,但在严格控制的环境下走路已不成问题。
Honda P2 robot Japan,1996

1996年,名为P2的机器人不可思议地穿过房间,爬上楼梯,作为世界上第一个独立行走的人形机器人被载入史册,震惊了世界。
P2是本田工程师们秘密研发了近十年后所搭建的第九个模型。
然而,与人类不同的是,这种平足机器人前进时需要耗费大量的能量,在短短15分钟内就会耗尽其巨大的电池。

Byrun legs, 原型 3 UK, 2014前后


Byrun是按照人体解剖结构建造的。 它具有双关节,其髋关节和膝关节可以同时移动宋世万 。这种构造有助于机器人像人类一样在保持平衡的同时使用更少的能量。
Byrun的设计者Will Jackson的最终目标是创造一个不仅可以有效地用两条腿行走,还可以像人类一样闲逛、跺脚和踮脚的机器。
操控
在所有生物中,人手的活动方式最为多样。人手的结构使我们能够以复杂的方式来操控各种各样的物品。
人手的大小和它们可以做出的27种不同动作,影响了日常用品的设计,从某种程度上塑造了我们的世界。
如果机器人有这样的手,他们可以在我们自己设计的环境中更加自如的活动。
对大多数机器人来说,抓取物品依然困难,但是目前进行的研究有望改变这一现状。
Dexterous Hand UK, 2013前后

Dexterous是目前世界上最先进的机械手之一,它能够握住钻头,穿针和拧瓶盖。它几乎能以与人相同的方式移动手指。
交流
人类交流时,要向外界传达完整的信息,单纯的语言成分只占7%,声调占38%,另外55%的信息都需要由非语言的体态来传达天才眼睛狗。
如果想让机器人成为我们梦想中的朋友和帮助者,它们必须得学会理解并使用这些语言之外的表达方式尤迦奥特曼。
这带来了巨大的挑战,因为人的面部表情和肢体语言是非常微妙的,理解其含义需要语境及主观判断。
Nexi USA, 2008

Nexi的手臂、头部以及21个面部特征均由电脑控制钟情一夏,使研究人员可以观察人们对不同情况下的表情和肢体语言的反应。
Nexi的实验帮助研究人员识别出哪些微妙行为让我们在与机器人或其他人交互时感到舒适和轻松。

题外话 - 恐怖谷理论(uncanny valley)
「恐怖谷」一詞用以形容人類對跟他們相似到特定程度之機器人的排斥反應。而「谷」就是指在研究「好感度對相似度」的關係圖中,在相似度臨近100%前,好感度突然墜至反感水平,回升至好感前的那段範圍。
——来自维基百科

随着机器人与人类相似程度的提高,“恐怖谷”理论也开始站稳脚跟。2004年,只有35篇学术论文提到了这个理论;到2015年,项茜乔大约有510篇相关论文。学者就它的来源及其存在原因展开争论。
* 以下引自 中国指挥与控制学会理事长、中国工程院院士 戴浩《机器崛起》推荐序
当cyberspace一词在国内外广为流传时,华语世界先后产生了30多种译名,学术界还有过一场围绕最佳译名的百家争论唐朝好医生。维纳发表《控制论》时,有个副标题吊单杠的好处,即“关于在动物和机器中控制和通信的科学”,可是我们将主标题的cybernetics和副标题中的control都译成了“控制”。实际上,cybernetics具有控制、反馈、通信、人机交互等多重含义,它并不仅仅是“控制”的同义词。杨义先教授最近在《正本清源话“赛博”》一文中,主张将Cybernetics译为《赛博学》,而不应狭隘地解读为业界已有共识的控制理论,对此我深有同感。
经考证,Cybernetics刚传入中国时,曾译为《大脑机械学》,意即会思考的机器。1961年在翻译维纳Cybernetics第二版时,罗劲松、龚育之等4名学者以郝季仁(音同“好几人”)笔名,将书名改译为《控制论》。这一中译本影响深远,导致今天仍有很多人将词根cyber或cybernetic、cybernation均译成“控制”。

当前的机器人已经发展到了何种程度?


RoboThespian是第一个商业化生产的全尺寸人形机器人。
它是一个表演机器人,除了在世界各地的科学中心定期举办演出,还能够主持电影、戏剧,演出喜剧,并在中国主持了一场婚礼。
它可以:
? 用超过40种语言进行演讲
? 眨眼,移动眼睛,用面部识别软件将目光锁定到某个人身上
? 利用很多手势来强化它的观点
杜斯琦? 猜测观众的性别、年龄和面部表情
? 在其身体的五个区域上闪烁不同的颜色,辅助其表演



Pepper是最新一代社交机器人,它是一个“有情感的”人形机器人。它不是一个做实际家务的机器人,而是一个伴侣。
Pepper的设计强调与人的直观互动。它的任务是在家中提供陪伴,并在诸如商店、机场的公共场所与游客进行互动鬼婴庙。
它可以:
丁小邦? 检测你的存在并认出你的脸? 明白你说的话并作出回应? 确定你的情绪并相应调整其行为? 自主移动



Kodomoroid是当时世界上最真实的机器人之一胜芳大杂烩,它被设计为日本国立新兴科学与创新国家博物馆(Miraikan)的“新闻播报员”。

人们对这个机器人褒贬不一,很多人讨厌它,这就是受前面提到过的“恐怖谷效应”的影响。
目前,机器已经能够使用自然语言与人类交互,已经在体力上超越人类,也在一定程度上把人类从繁杂、重复的体力劳动中解放了出来。下一步是什么?机器能在智力上超越人类吗?20年前的深蓝,今天的AlphaGO,相继攻破了人类在象棋和围棋上的防线。未来的某一天,机器会取代人类成为地球的主宰吗?