現(xiàn)實(shí)版“變形金剛”

楊先碧

科幻影片《變形金剛》中會變形的機(jī)器人深深贏得了科幻迷的喜愛。其實(shí)，它們不只是科幻迷的所好，也是機(jī)器人研究專家的目標(biāo)。美國人就開發(fā)出一種會變形的超級機(jī)器人，有望在人跡罕至的區(qū)域進(jìn)行完全自主的活動。

最早提出開發(fā)變形機(jī)器人的是美國國家航空航天局，他們希望這種機(jī)器人能夠在太空探索中大顯身手。在航天專家的設(shè)想中，這種機(jī)器人是若干個模塊，它們整整齊齊地碼在航天飛行器中，到達(dá)外星之后，它們被投放到外星荒漠中。此時。它們自行組裝成一輛越野車，在崎嶇不平的外星荒漠中穿行，當(dāng)它找到一個適合植物生長的區(qū)域后，它們變身為一個小型溫室，讓種子在其中發(fā)芽，長成幼苗，然后又變身為機(jī)器人，把這些幼苗栽種到外星土壤中。除此之外，航天專家還希望變形機(jī)器人可以完成更多的外星探測任務(wù)。

接手這項(xiàng)研究的是美國南加州大學(xué)的研究人員，他們給正在開發(fā)的機(jī)器人命名為“超級機(jī)器人”，據(jù)說已經(jīng)完成了一個具有20個模塊的變形機(jī)器人。我們當(dāng)然可以建造不同類型的機(jī)器人，每種做不同的事情，但是這會很貴。然而，有了可變形的超級機(jī)器人，一個機(jī)器人就可以完成不同性質(zhì)的任務(wù)，大大地節(jié)約了資源，不但可以降低制造成本，而且可以降低運(yùn)輸成本和維護(hù)成本。雖然單個變形機(jī)器人會比單個單功能機(jī)器人要貴得多，但是它們的性價比會很高。

不過。超級機(jī)器人還不能像科幻影片中的變形金剛那么強(qiáng)大，變形金剛轉(zhuǎn)眼就可以變成卡車或F－22戰(zhàn)斗機(jī)。而超級機(jī)器人只能進(jìn)行簡單的變形。這主要是因?yàn)槌墮C(jī)器人的模塊還較少，組裝更多模塊的技術(shù)尚不成熟。然而，研究人員希望有一天。超級機(jī)器人可以因任務(wù)需要，隨時隨著環(huán)境改變它們的外形。

超級機(jī)器人被設(shè)計(jì)成2條、4條或6條腿的組合，移動起來像蛇一樣，用身體滑行或扭曲，甚至像毛毛蟲般蠕動。6個模塊可以形成履帶，有些組合還可以舞動繩子。如果需要攀爬，它就能“變出”腿來。如果需要下山，它可以變形成一個球滾下去，就像自然界某些蟲子的下山方式一樣。

其實(shí)。這種依靠模塊進(jìn)行自我組裝的機(jī)器人并非南加州大學(xué)的獨(dú)創(chuàng)。一直以來，都有不少機(jī)器人專家在從事這方面的研究。2008年，美國賓夕法尼亞大學(xué)一個研究小組研制的模塊機(jī)器人被人踢得四分五裂之后，竟然可以依據(jù)各自發(fā)射的無線電信號慢慢地湊在一起，然后按照原有的樣子組裝在一起。而南加州大學(xué)的超級機(jī)器人功能則還要更強(qiáng)大一些。

它們具有更好的自我修復(fù)和重組的能力，因?yàn)槊總€模塊都是一個獨(dú)立的機(jī)器人，每個模塊間可以用紅外線和無線電互相聯(lián)絡(luò)。模塊會不斷查看是否有其他模塊在附近，并且評估它們是否應(yīng)結(jié)合在超級機(jī)器人上，作為一只手臂，或是一條腿。在一次展示中，研究人員將超級機(jī)器人分成兩半，它們就變成為兩個獨(dú)立的機(jī)器人。4條腿的超級機(jī)器人分成兩半，立刻變成兩個兩條腿的機(jī)器人。兩條腿的機(jī)器人有時移動起來好像人們在水中蝶泳一樣。接著，這些機(jī)器人改變成為一條長長的蛇形機(jī)器人。

這些機(jī)器人現(xiàn)在尚不能完全自主地進(jìn)行變形，還需要一些技術(shù)上的突破，才能使超級機(jī)器人成為一個完全獨(dú)立自主的機(jī)器人。主要的突破方向應(yīng)該是在人工智能方面，只有使得機(jī)器人擁有可以學(xué)習(xí)的智能，才可能讓它們自主地根據(jù)需要變成合適的形狀或工具。

進(jìn)行仿生學(xué)研究是解決超級機(jī)器人智能的一個可靠方法。以前研究人員提得多的是給機(jī)器人安裝人工大腦。甚至有人干脆想給機(jī)器人安裝有生命活性的大腦。而超級機(jī)器人的研究者則有新的設(shè)想，他們要在人工大腦的基礎(chǔ)上研究虛擬激素。由于動物的不少行為是激素刺激神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的，于是研究人員提出了“數(shù)碼激素”的設(shè)想，就是模擬激素對動物行為的影響，讓這些虛擬激素來促進(jìn)超級機(jī)器人的學(xué)習(xí)和行為模式。

那么這些超級機(jī)器人會不會給人類帶來困擾，甚至?xí)粫窨苹闷蹲冃谓饎偂分械臋C(jī)器人那樣毀滅人類?科學(xué)家們的解釋是：這是很遙遠(yuǎn)的事情，遙遠(yuǎn)到這幾百幾千年內(nèi)都不可能出現(xiàn)具有人類一樣思維和權(quán)欲的機(jī)器人。人類既然會創(chuàng)造機(jī)器人，就有辦法盡可能地控制這些機(jī)器人不會出亂子。但是，也有人指出，人類在機(jī)器人面前可能過分自信了。

一種擔(dān)心就是，當(dāng)機(jī)器人具有簡單思維和自主學(xué)習(xí)能力之后，人們也許并不能保證可以完全約束這些機(jī)器人的行為。比如，美國有研究人員開始研究可以利用有機(jī)物來自我提供能源的機(jī)器人，不少人就為此十分憂慮。因?yàn)槿祟惾怏w也是有機(jī)物，將來這些吃生物的機(jī)器人在找不到食物的時候，它們會不會把人類當(dāng)成它們的能量來源?