機(jī)器人和我們

編者按：

到今年2月，我國已經(jīng)舉辦了四屆中國青少年電腦機(jī)器人大賽。在第四屆大賽中，共有來自浙江、廣西、江蘇、上海等地的256個(gè)隊(duì)參加了比賽。他們中的佼佼者將首次代表中國青少年參加今年的國際FLL青少年機(jī)器人錦標(biāo)賽和第五屆亞太地區(qū)青少年機(jī)器人奧林匹克競(jìng)賽。這種高科技競(jìng)技與“動(dòng)手做”相結(jié)合的活動(dòng)，可使參與者增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，促使他們充分發(fā)揮創(chuàng)造力去發(fā)現(xiàn)解決問題的方法，并使青少年獲得與科學(xué)家和工程師面對(duì)面的機(jī)會(huì)。

浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、長(zhǎng)江學(xué)者褚健教授是浙江大學(xué)附屬中學(xué)機(jī)器人小組的顧問。我們請(qǐng)褚健教授回答了中學(xué)生們關(guān)心的、有關(guān)當(dāng)今世界機(jī)器人研究的一些問題。希望今后有更多的中學(xué)生能夠參與到電腦機(jī)器人的競(jìng)技與研究活動(dòng)中來。才對(duì)？

QRIO是SONY開發(fā)的家庭娛樂機(jī)器人。QRIO身材小巧，關(guān)節(jié)靈活，能夠完成步行、舞蹈等動(dòng)作，而且通過隨身的多個(gè)傳感器可以感知周圍的環(huán)境，并根據(jù)程序?qū)Νh(huán)境作出實(shí)時(shí)反應(yīng)。

問：我們?cè)陔娪半娨曋锌吹竭^、故事里讀到過的機(jī)器人，比如“終結(jié)者”啊，“X戰(zhàn)警”啊，什么家庭機(jī)器保姆啊，平時(shí)都看不到。機(jī)器人離我們的生活還很遠(yuǎn)吧？

答：其實(shí)機(jī)器人離我們并不遠(yuǎn)，很多機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活。

不知道中學(xué)生是怎樣理解機(jī)器人這個(gè)概念的。給“機(jī)器人”下一個(gè)準(zhǔn)確的定義不是一件很容易的事情。主要原因，一方面是機(jī)器人還在不斷地發(fā)展，沒有統(tǒng)一的規(guī)定；另一方面是它涉及到了人的概念，是一個(gè)很難回答的哲學(xué)問題。

當(dāng)前我國科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的描述為：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，與其他自動(dòng)化機(jī)器所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。”

根據(jù)這樣的描述性的定義，我們可以認(rèn)為我們身邊的一些智能家用電器，比如洗衣機(jī)、電飯鍋、吸塵器都可以歸為機(jī)器人的一種類型，還有工廠里面越來越多使用的工業(yè)用機(jī)器人，如焊接機(jī)器人、噴漆機(jī)器人等在我們的生活中也占有越來越大的比重。

類似“終結(jié)者”、“X戰(zhàn)警”這樣的機(jī)器人（我們稱其為類人型機(jī)器人），也開始逐漸進(jìn)入我們的生活了。比如跳舞機(jī)器人、跑步機(jī)器人、吹笛子機(jī)器人等等；家庭機(jī)器保姆類的機(jī)器人也已經(jīng)在很多場(chǎng)合得到了應(yīng)用，比如展覽館的導(dǎo)游機(jī)器人、幫助殘疾人的輪椅機(jī)器人等等。

所以說，機(jī)器人就在我們生活中，并且還在不斷地發(fā)展。

問：目前世界上都有哪些機(jī)器人？最聰明的機(jī)器人是哪一個(gè)？是什么樣子的？它能干什么？

答：機(jī)器人的分類在國際上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。我們國家的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分成兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。用在非制造業(yè)服務(wù)于人類的機(jī)器人，我們稱之為特種機(jī)器人，比如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等等。

很難衡量具體哪一種機(jī)器人最聰明。一般認(rèn)為日本Sony公司最新的類人機(jī)器人QRIO，能跑步、能投擲，是技術(shù)難度相對(duì)比較高的機(jī)器人；而美國最近發(fā)射的兩個(gè)火星車被認(rèn)為是集成了最多機(jī)器人領(lǐng)域的最新技術(shù)，它們被用來尋找火星上面生命的痕跡。

問：科學(xué)家最希望造出什么樣的機(jī)器人來？

答：不同科學(xué)家希望造出的機(jī)器人是不一樣的。有的希望做出和人類一模一樣的機(jī)器人，有的想做和鳥、魚、蛇、昆蟲等一樣的機(jī)器人。不過歸根到底，機(jī)器人研究的最終目標(biāo)就是設(shè)計(jì)出來的機(jī)器人可以代替人，完成人類想完成的一切事情。

問：電腦“更深的藍(lán)”戰(zhàn)勝過象棋大師卡斯帕羅夫，要使機(jī)器人像人一樣聰明，關(guān)鍵在哪里？

答：電腦戰(zhàn)勝過人，不說明電腦比得上人腦的聰明。電腦勝過人的是它強(qiáng)大的計(jì)算能力。目前電腦也只在國際象棋上有戰(zhàn)勝人類的可能，在中國人擅長(zhǎng)的圍棋方面，它的計(jì)算能力就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。

要使電腦像人一樣聰明，必須在它強(qiáng)大的計(jì)算能力之上，加上人類特有的感知、分析、判斷、決策等能力。關(guān)鍵問題是人類的這些能力很多都是與生俱來的，要用機(jī)器人能夠理解的方式表達(dá)還有很長(zhǎng)一段距離要走。

問：我們?nèi)祟惖哪男┬袨槭菣C(jī)器人最難模仿的呢？為什么？

答：情感。機(jī)器人現(xiàn)在可以模仿人類的很多舉止，而且即將能夠模仿人類所有外在的動(dòng)作。但是機(jī)器人畢竟是機(jī)器，不可能具有人類的情感。人類的情感是人類本身也難以捉摸的東西。雖然在讓機(jī)器人模仿人類情感方面，科學(xué)家做了一些嘗試，但都基于一定的邏輯判斷，有固定的模式。

問：我們什么時(shí)候才會(huì)有像電影中那樣的，長(zhǎng)得像人、力氣比人大、和人一樣能干的機(jī)器人呢？

答：力氣比人大的機(jī)器人已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，長(zhǎng)得完全和人一樣（單指外形）的機(jī)器人也在研制過程中。我們現(xiàn)在還不能給出一個(gè)時(shí)間表，說長(zhǎng)得像人、力氣比人大、和人一樣能干的機(jī)器人會(huì)在哪一年出現(xiàn)，因?yàn)榭萍嫉陌l(fā)展日新月異。但是我們相信那樣的機(jī)器人一定會(huì)在不遠(yuǎn)的將來走進(jìn)我們的生活。

問：真的有那么一天的話，會(huì)發(fā)生機(jī)器人叛變這樣的事情嗎？

答：科幻作家阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人提出了三條原則：一、機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；二、機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條相違背的命令除外；三、機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條相抵觸者除外。機(jī)器人學(xué)術(shù)界一直將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。也就是說，機(jī)器人的生產(chǎn)必須遵循一定的規(guī)則。但是，不遵循機(jī)器人的生產(chǎn)規(guī)則，想利用機(jī)器人達(dá)到自己目的的事情還是有可能發(fā)生的。另外，現(xiàn)在看來，電子元器件的失靈等原因也可能導(dǎo)致機(jī)器人的不正常運(yùn)行。我們相信在將來一定有新的方法新的技術(shù)能解決這個(gè)問題。

問：世界上有機(jī)器人足球比賽、機(jī)器人角斗比賽等等，為什么要舉辦那么多的機(jī)器人比賽呢？都有哪些人在參加機(jī)器人比賽呢？

答：機(jī)器人技術(shù)在不斷地向前發(fā)展，有很多新的理論新的技術(shù)產(chǎn)生，需要驗(yàn)證。在世界范圍內(nèi)廣泛開展的機(jī)器人的各種比賽，實(shí)際上就是為這樣一些理論和技術(shù)提供了實(shí)踐的平臺(tái)。不同的比賽提供的平臺(tái)側(cè)重點(diǎn)不一樣，比如機(jī)器人足球賽就是提供一個(gè)多機(jī)器人（我們稱為多智能體）相互協(xié)作的實(shí)踐平臺(tái)。

國際國內(nèi)的一些大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)都投入到了機(jī)器人比賽的行列中，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同推進(jìn)機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然現(xiàn)在也有很多業(yè)余愛好者和青少年的機(jī)器人比賽，這種活動(dòng)能提高各參與國的科技水平，為機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展發(fā)掘培養(yǎng)后備人才。

問：要是中學(xué)生想研究機(jī)器人的話，上大學(xué)時(shí)該學(xué)什么專業(yè)呢？

答：機(jī)器人學(xué)是一個(gè)新興的交叉學(xué)科，研究的領(lǐng)域也很廣，涉及到機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、人工智能等很多學(xué)科。我們浙江大學(xué)機(jī)器人基地的工作人員也是由全校不同學(xué)科的師生組成的。

想要從事機(jī)器人研究工作的同學(xué)上大學(xué)可以選擇的專業(yè)也很多：比如機(jī)械專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、機(jī)電專業(yè)、電氣專業(yè)、儀器儀表專業(yè)、通信專業(yè)、電子專業(yè)等等。