“人机共舞”的终极目标

2020年岁末,美国波士顿动力公司在网上发布了一段极其欢乐的舞蹈视频。人形机器人Atlas、机器狗Spot Mini、搬运机器人Handle纷纷亮相,随着歌曲共舞,不仅动作复杂多样,而且富有舞蹈的韵律和美感。

机器人研究者的终极目标是制造像人一样既能工作,又有人的情感和思维的机器人,可以称其为AI机器人。让机器人像人类一样舞蹈,翻开了机器人发展的新篇章,但实现机器人研究的终极目标还有很长的路要走。不过,机器人现在已经成为人类强有力的助手,正在为人类创造出巨大的物质和精神财富。

人类创造和制作机器人是以满足人的需求为目的,所以机器人的功能是帮助人和代替人工作和劳动。这是机器人最初的功能。现在,机器人能做的事情越来越多,不仅能跳舞,还能写诗、写文章、绘画、作曲……未来,人类还可能创造出可以识别环境和人群,有人类情感和思维,并能与人、环境和谐共处的机器人,这是机器人的最高层次。但是,今天的机器人只是初步达到了部分替代人类工作这一层级。

机器人(robot)一词由捷克作家卡雷尔·恰佩克在1921年出版的《罗素姆的万能机器人》一书中首次使用。如果把机器人当作能帮助人工作或提供娱乐的一种工具,那么所有具有部分自动功能的机械或器物都可以算作机器人。中国史书记载最早的机器人是周穆王的能工巧匠偃师制造的伶人,不仅能歌善舞,还能与人眉目传情。这个记载表明,约公元前900年中国人就能制造供人娱乐的机器人了。在西方,第一台机器人(自动机)是公元前400年由意大利塔伦图姆市的阿基塔斯设计的“鸽子”。它是一架蒸汽动力的自动飞行器,其木质结构基于鸽子的身体结构,而且包含一套用于产生蒸汽的密闭锅炉。20世纪后期,机器人已经进入人类世界的各个领域,如太空机器人、家庭机器人、机器人玩具、手术机器人,这些都是机器人发展的重要节点和里程碑。

波士顿动力公司的机器人研发历程是最近10多年人类研发机器人的一个缩影。2008年,波士顿动力机器人“大狗”(Big Dog)问世。“大狗”四脚着地,高70厘米,由燃油发动机驱动,跑起来速度很快,但伴随着巨大的机器轰鸣。2016年,卸下笨重的机械装备的“大狗”蜕变为灵活的网红“小狗”(Spot Mini),它换了一身黄色的新衣服,身材变得娇小,显得活泼可爱,还学会了跳舞、拉卡车。除了网红“小狗”,波士顿动力公司还有多款人形机器人,如Petman和Atlas。

Petman是仿生机器人,能维持平衡,灵活行动,会行走、弯腰、匍匐以及应对有毒物质,它的行进速度能达到5.1千米每小时 。除了速度快、灵活度高,Petman还能调控自身的体温、湿度和排汗量,模拟人的生理功能。Atlas于2014年问世,那时,它只能全身缠绕着电缆笨拙地走路。后来,Atlas摆脱了电缆,学会了跳房子和后空翻。现在的Atlas能轻松跳上三层高台,堪比人类的跑酷者。

机器人和机器狗的舞蹈水平也在逐年提高。2018年,Spot Mini模仿人类太空步的舞蹈已经令人惊叹。现在,在最新发布的视频中,Atlas表现出更复杂和流畅的舞蹈动作—奔跑、跳跃、拖曳和旋转,还可以毫不费力地单脚站立,扭摆身体,跳出“鬼步舞”。Spot Mini还可以跳芭蕾,能模仿女演员脚尖点地的小碎步和优美的天鹅颈。视频中还有最新的机器人Handle的舞蹈首秀。

但是,这些机器人都还没有进入机器人的下一阶段,即AI机器人。可以说,AI机器人就是机器人的2.0版,如果未来出现具有人的情感、推理和逻辑能力的机器人,则可以称之为3.0版。AI机器人的特点是“自主化”,而过去的机器人仅能做到“自动化”。自动化是指由人编程,让机器人按程序工作和行动。自主化则是机器人要根据环境变化采取主动行动来完成工作。

根据智能程度划分,机器人可以分为5级,现在主流的机器人主要处于1~3级,4级、5级尚未进入应用阶段。原因在于,1~3级机器人需要深度学习和强化学习后才能部分自主完成工作,如机器人自动配送货物到客户家中。4~5级的机器人能全面自主工作,并且能处理好与环境的关系、与人的互动,做出适当的动作,甚至像人一样自主完成任务。

即便是能够进行精确手术的达·芬奇手术机器人(Da Vinci),也还没有升级到4级的水平。从1996年推出第一代Da Vinci系统机器人,到2017年推出第五代Da Vinci X系统机器人,该系列机器人在灵活度、精准度、成像清晰度等方面有了显著提高,并且添加了声音系统、镭射引导系统以及轻量级内窥镜等新功能。利用机器人进行手术可以使手术精确度大大增加,病人创口小,术后恢复快,愈合好。该机器人拓宽了医生的视野,能减少医生的手部颤动,机器人“内腕”比腹腔镜更为灵活,能以不同角度在靶器官周围操作,使手术更完美。但是,如果在手术中遇到特殊情况,如大出血,就需要机器人进行自主选择,是止血还是扩大创口查明原因,是紧急抢救还是中止手术。不过,4级以上的AI机器人才能做出如此复杂的决策。目前,在实际应用中如果遇到特殊情况,还是要交给临床经验丰富的医生处理。

机器人最难达到的境界是完全自主化的5级,可以代替人做分析判断和决策,甚至可能有人类的情感。但是,在可以看到的未来这几乎是不可能的。5级机器人需要完全理解和掌握人类社会的伦理、法律规则,同时还要在人类为机器人制定的法则下工作,因此会无所适从。

自动驾驶汽车达到5级自动驾驶后可能面临“电车难题”—不改变行驶车道会压死5人,进入另一条车道会压死2人,人类驾驶员都难以应对这种局面,更何况自动驾驶汽车。其他机器人同样可能面临这样的两难选择,尤其是充当武器的机器人,甚至难以遵守阿西莫夫的机器人法则。该法则包括:第零法则,机器人不得伤害整体人类,或坐视整体人类受到伤害;第一法则,除非违背第零法则,否则机器人不得伤害人类,或坐视人类受到伤害;第二法则,机器人必须服从人类命令,除非命令与第零或第一法则发生冲突;第三法则,在不违背第零、第一或第二法则之下,机器人可以保护自己。

当机器人要杀死敌方的将士时,机器人会因第零和第一法则而拒绝杀人。如果想让机器人遵从杀人指令,就不能在程序中写入机器人法则。显然,这样的机器人就不是AI机器人,更不可能识别敌军、友军和自家人。当机器人在AI的引导下有了思想和逻辑判断,还拥有了情感之时,是否会毁灭掉人类世界?谁都无法给出答案。因此,人类可以研发AI机器人,但最终还是要研发出人类可以控制的机器人,这才是机器人研发的终极目标。

【责任编辑】张小萌

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