http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-19 06:35:39 來源:中國工程院徐揚生院士
【導讀:jiadaduizhinengjiqirenkexuedejichuyanjiu,jiaqiangduijiqirenhexinjishudegongguan,peiyujiqirenchanyeshichang,bujinnenggoudaidongzhinengjiqirenjishubenshendefazhan,tongshiyebijiangyinlingqitaxiangguangaoxinjishudefazhanhezhuangda。】

在人類曆史上,當某種技術被全力推進時,往往會催生一大批相關的高新技術。
二戰後美國的阿波羅計劃就是典型例子,沒有阿波羅計劃,諸如高速計算機這樣的技術是不可能誕生的。正因如此,從上世紀60年代後期開始發展的智能機器人技術,也正在對許多高新技術產業和科學研究起著重要的引領作用。
機器人技術的發展與基本元素
早(zao)期(qi)機(ji)器(qi)人(ren)主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)為(wei)簡(jian)單(dan)的(de)操(cao)作(zuo)手(shou),其(qi)任(ren)務(wu)是(shi)抓(zhua)取(qu)部(bu)件(jian),進(jin)行(xing)位(wei)置(zhi)變(bian)換(huan)或(huo)工(gong)位(wei)轉(zhuan)移(yi),並(bing)完(wan)成(cheng)一(yi)些(xie)單(dan)一(yi)的(de)加(jia)工(gong)處(chu)理(li)任(ren)務(wu)。隨(sui)著(zhe)操(cao)作(zuo)手(shou)在(zai)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)數(shu)量(liang)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)多(duo)、renwuriyiduoyang,caozuoshouzhijiankaishijiaohuhelianjie,xingchengshangxiayouliantiaoguanxi,bingzuizhongshixianlegongyeshengchanzhongjiqirenhejiqirengouchengdeliushuixian。zaizheyijieduan,jiqirendaitirengongzuo,jiangdigongrendelaodongqiangdujijinengyaoqiu,bingnengtigaochanpindezhiliangjiwendingxing。
隨sui著zhe空kong間jian技ji術shu的de發fa展zhan,空kong間jian機ji器qi人ren應ying運yun而er生sheng。其qi主zhu要yao任ren務wu是shi在zai太tai空kong環huan境jing下xia對dui航hang天tian器qi表biao麵mian進jin行xing檢jian測ce和he維wei修xiu。空kong間jian機ji器qi人ren不bu再zai工gong作zuo於yu結jie構gou化hua的de環huan境jing、完成既定的任務,它隨時隨地需要對周圍工況進行感知和判斷。
在複雜工況下完成任務的需求對機器人技術的發展起到了革命性的推動作用,使機器人技術從執行單一任務的研究,發展為結合傳感器、控製器、執行器的集成技術。這一階段,機器人可以完成人不能完成的任務,拓展了人類工作範圍,突破人類在生理上的限製。
近20年來,微電子、通信、計算機、人工智能、kongzhihetuxiangchulidengxuekedetufeimengjin,weijiqirendegaoduzhinenghuadiandinglejichu。jiqirenbuzaishilengbingbingdeshengchangongju,tazhujianchengweirichangshenghuozhongrenleidezhushouhebanlv,zaishenghuo、健康、yuledengduofangmianduirenleitigongfuwu,youcichanshenglejudadefuwujiqirenchanye。biru,zaijiatingyiliaojianhufangmian,putongjiatingwangwangzhiyouyigewenduji,bixudengdaobingzhengmingxiancainengfaxianjibing。yiliaojiqirenkegongzuoyujiatinghuanjing,duiyonghudeshenglizhuangkuangzuozidongceliangbingduishenglizhibiaojinxingzhinengpanduanhuotijiaoyihurenyuan,jishibaojing、提早診斷,達到“治未病”的效果。同時,醫療機器人還可幫助醫生實現複雜的手術,減小創口、擴展視野、tigaolingminduhekekongxing。zairu,zaijiatingfuwufangmian,jiqirenkexiangyigeguanjiayiyangduijiajushenghuojinxingquanfangmiandezhaogu,fuzhulaorenhexiaohailiaolishenghuo,bingzaizhurenlikaishi,shixianjiatingjiankong。zaizheyijieduan,jiqirendegongzuoduixiangfashenglegenbenxingdezhuanbian,youwujiren,chengweirenleidepengyouhehuoban。
盡管機器人種類千差萬別、任務多種多樣,但從機器人科學技術的本質上來說,主要包含三個基本要素,即感知、決策和動作。
感知功能:機(ji)器(qi)人(ren)信(xin)息(xi)的(de)輸(shu)入(ru),就(jiu)像(xiang)人(ren)的(de)五(wu)官(guan)負(fu)責(ze)采(cai)集(ji)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)的(de)數(shu)據(ju)一(yi)樣(yang)。感(gan)知(zhi)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)和(he)通(tong)信(xin)技(ji)術(shu),前(qian)者(zhe)負(fu)責(ze)將(jiang)實(shi)際(ji)世(shi)界(jie)的(de)物(wu)理(li)特(te)性(xing)轉(zhuan)換(huan)為(wei)機(ji)器(qi)人(ren)可(ke)理(li)解(jie)的(de)數(shu)字(zi)量(liang),而(er)後(hou)者(zhe)則(ze)負(fu)責(ze)將(jiang)數(shu)字(zi)量(liang)快(kuai)速(su)、無誤地傳遞到機器人的決策層。
決策功能:jiqirenzhinengxingdebiaoxian,jiuxiangrendedanaoduiganzhidaodexinxizuochupanduanbingweixiayibudongzuofachuzhiling。juecejishuzhuyaoshirengongzhinengjishujizhinengkongzhijishu,tayaoqiujiqirennenggoushishidi、閉環地處理各類工況,而不僅僅是完全按照預定程序進行開環執行。
動作功能:jueceqideminglingbixudedaozhixing,erzhixingxuyaoyouyixiliedongzuolaideyishixian,jiuxiangrendeyundongxitongzaidanaodeminglingxiachanshengshijidongzuoyiyang。shixiandongzuogongnengdezhuyaojishuweizhixingjigoujishu,baokuoshoubi、手爪、移動平台、驅動器,同時也涵蓋了執行機構的控製器,如電機控製器、壓力控製器等等。
智能機器人技術的特征
機器人科學與技術有著顯著的特征。
首先,機器人技術是智能技術。智能性是機器人的核心,這也是機器人之所以能夠稱之為“人”dezhuyaoyuanyin。zhinengxingbiaoxianweiduigongzuohuanjingdezidongshibieyupanduan,qigongzuozhilinggenjufankuixinxizidongshengchan,erbushijiyukaihuansheji。zhinengxingyeshijiqirenjishudenandian,jinguanmuqianrengongzhinengjishuyijinghuodelejiaodadetupo,danxiangduiyurendezhinengeryan,jiqirenhaishifenbenzhuo、聰明度很低,尚需改進。
其(qi)次(ci),機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)是(shi)綜(zong)合(he)性(xing)技(ji)術(shu)。綜(zong)合(he)性(xing)是(shi)指(zhi)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)是(shi)集(ji)成(cheng)技(ji)術(shu),是(shi)典(dian)型(xing)的(de)交(jiao)叉(cha)學(xue)科(ke)。機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),必(bi)須(xu)建(jian)立(li)在(zai)單(dan)一(yi)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)之(zhi)上(shang),而(er)任(ren)何(he)一(yi)個(ge)單(dan)一(yi)技(ji)術(shu)的(de)突(tu)破(po),都(dou)可(ke)為(wei)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)帶(dai)來(lai)革(ge)命(ming)性(xing)的(de)轉(zhuan)變(bian)。例(li)如(ru)MEMS技術的發展,使機器人小型化成為現實,催生出諸如血管機器人等一係列的微型機器人。
第三,機器人技術要求實時性。不管是早期的工業機器人,還是現在的空間機器人、服(fu)務(wu)機(ji)器(qi)人(ren),都(dou)要(yao)求(qiu)對(dui)現(xian)實(shi)情(qing)況(kuang)作(zuo)出(chu)快(kuai)速(su)的(de)反(fan)應(ying)。機(ji)器(qi)人(ren)的(de)工(gong)作(zuo),歸(gui)根(gen)到(dao)底(di)就(jiu)是(shi)人(ren)的(de)工(gong)作(zuo),甚(shen)至(zhi)是(shi)人(ren)類(lei)活(huo)動(dong)的(de)拓(tuo)展(zhan)和(he)延(yan)伸(shen)。人(ren)能(neng)夠(gou)快(kuai)速(su)地(di)對(dui)各(ge)種(zhong)不(bu)可(ke)預(yu)知(zhi)的(de)突(tu)發(fa)情(qing)況(kuang)作(zuo)出(chu)實(shi)時(shi)的(de)響(xiang)應(ying),這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)機(ji)器(qi)人(ren)也(ye)必(bi)須(xu)有(you)此(ci)能(neng)力(li)才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)工(gong)作(zuo)任(ren)務(wu)的(de)完(wan)成(cheng)。
disi,jiqirenjishushijiaohujishu。jiqirenshirenleidepengyouhehuoban,jiubixunenggoulijierendeyituhesixiang,jiubixushixianyurenheshehuidejiaoliu。liruyuyinshibiejishuheyuyinhechengjishu,jiushibangzhujiqiren“聽”懂人類的語言,並將自己的回應轉化為語音“說”給人類聽。人機交互技術的本質就是讓機器人具有與人交流的能力,並且這一交流過程越自然越好。
diwu,jiqirenjishushipingtaijishu,nengdailaijidadepingtaixiaoying。jiqirenjishushifangrenjishu,rennengzuoshenme,jiqirenjiunengzuoshenme。yinci,jiqirenjishushijishangshiyigejishupingtai,dapeishenmeyangderenwu,jiunengbianchengtedingdejiqiren。liru,jiangjiqirenpeizhiweijiashiyuan,zekeshixianwurenjiashiche,jiangjiqirenshejiweifeixingyuan,jiweiwurenji。
智能機器人對高新技術產業的引領作用
jiqirenjishuzhenghegelingyudeyanjiuchengguo,youjijichenggelingyudejishuyoushi,bingqieyingyongfanweiguangfan,yinci,duixiandaihuadexinjishuchanyeyouzhejiqizhongyaodeyinlingzuoyong。
第一,對製造裝備業的引領作用。在製造、裝配、加工等行業中,機器人引領著更新換代和產業轉型。目前,我國工業競爭力主要來自於廉價的勞動力資源,形成了眾多粗放型、勞動密集型產業。然而,此發展模式的弊端日益凸顯。一方麵,隨著國民收入的增長,我國的勞動力成本逐年增加,相對於越南、馬來西亞、泰tai國guo等deng東dong南nan亞ya國guo家jia而er言yan,已yi無wu優you勢shi。另ling一yi方fang麵mian,此ci模mo式shi導dao致zhi我wo國guo長chang期qi處chu於yu產chan業ye價jia值zhi鏈lian末mo端duan,以yi加jia工gong業ye為wei主zhu體ti,附fu加jia價jia值zhi小xiao,抗kang風feng險xian能neng力li差cha。因yin此ci,產chan業ye轉zhuan型xing與yu升sheng級ji、變“中國製造”為“中國創造”迫(po)在(zai)眉(mei)睫(jie)。機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)在(zai)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)中(zhong)具(ju)體(ti)表(biao)現(xian)為(wei)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)流(liu)水(shui)線(xian)和(he)各(ge)類(lei)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)與(yu)裝(zhuang)置(zhi),將(jiang)提(ti)高(gao)製(zhi)造(zao)裝(zhuang)備(bei)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)水(shui)平(ping),大(da)大(da)提(ti)升(sheng)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)、產品質量、作業安全性,並增加產品的種類。隻有擁有高精度、高可靠性的工業機器人才能保證製造產業的高附加值、高創新性和高技術瓶頸,才能提升我國製造業的水平。同時,高質量的服務機器人需要高質量的機械元器件,包括微型電機、傳感器等。機器人的高速發展將要求這些機械零部件具有更優的性能。
第di二er,對dui家jia用yong電dian子zi行xing業ye的de引yin領ling作zuo用yong。在zai電dian子zi行xing業ye,機ji器qi人ren引yin領ling著zhe電dian子zi產chan品pin的de性xing能neng和he需xu求qiu。服fu務wu機ji器qi人ren最zui終zhong將jiang成cheng為wei一yi種zhong家jia用yong電dian子zi產chan品pin,正zheng如ru洗xi衣yi機ji、冰bing箱xiang一yi樣yang。同tong時shi,與yu傳chuan統tong家jia電dian相xiang比bi,服fu務wu機ji器qi人ren是shi種zhong類lei繁fan多duo的de電dian子zi產chan品pin,不bu僅jin有you老lao人ren或huo小xiao孩hai專zhuan用yong的de,也ye有you工gong人ren專zhuan用yong的de,不bu僅jin有you家jia庭ting專zhuan用yong的de,也ye有you社she區qu專zhuan用yong的de。一yi個ge機ji器qi人ren是shi由you眾zhong多duo電dian子zi元yuan件jian搭da建jian而er成cheng,用yong戶hu對dui機ji器qi人ren的de高gao要yao求qiu,實shi際ji上shang就jiu轉zhuan化hua為wei對dui電dian子zi元yuan件jian的de高gao要yao求qiu;機ji器qi人ren市shi場chang的de擴kuo大da,實shi質zhi上shang也ye必bi將jiang帶dai動dong電dian子zi元yuan件jian市shi場chang的de擴kuo大da。同tong時shi,機ji器qi人ren的de智zhi能neng技ji術shu與yu電dian子zi產chan品pin相xiang結jie合he,將jiang形xing成cheng一yi大da批pi具ju有you智zhi慧hui的de電dian子zi產chan品pin,極ji大da提ti升sheng電dian子zi產chan品pin的de性xing能neng,增zeng加jia電dian子zi產chan品pin的de種zhong類lei。
第三,對醫療診斷業的引領作用。在醫療器械產業中,機器人引領著家庭監護的普及和醫療水平、生sheng活huo水shui平ping的de提ti高gao。其qi第di一yi表biao現xian就jiu是shi健jian康kang水shui平ping的de提ti高gao,人ren們men對dui健jian康kang的de重zhong視shi,必bi將jiang帶dai來lai家jia庭ting監jian護hu的de廣guang闊kuo市shi場chang。機ji器qi人ren技ji術shu集ji成cheng了le生sheng理li參can數shu采cai集ji,生sheng理li指zhi標biao判pan斷duan,遠yuan程cheng醫yi療liao等deng各ge種zhong功gong能neng,將jiang成cheng為wei未wei來lai家jia庭ting生sheng活huo的de必bi備bei產chan品pin。同tong時shi,將jiang機ji器qi人ren運yun用yong於yu手shou術shu過guo程cheng,可ke輔fu助zhu醫yi生sheng提ti高gao動dong作zuo的de穩wen定ding性xing、精確度、靈(ling)活(huo)性(xing)。例(li)如(ru)達(da)芬(fen)奇(qi)手(shou)術(shu)機(ji)器(qi)人(ren),可(ke)將(jiang)醫(yi)生(sheng)在(zai)病(bing)人(ren)體(ti)外(wai)的(de)動(dong)作(zuo)精(jing)確(que)傳(chuan)遞(di)到(dao)機(ji)械(xie)臂(bi),轉(zhuan)化(hua)為(wei)手(shou)術(shu)器(qi)械(xie)在(zai)病(bing)人(ren)體(ti)內(nei)的(de)動(dong)作(zuo),從(cong)而(er)完(wan)成(cheng)以(yi)前(qian)很(hen)難(nan)完(wan)成(cheng)的(de)外(wai)科(ke)手(shou)術(shu)。盡(jin)管(guan)其(qi)價(jia)格(ge)高(gao)達(da)數(shu)千(qian)萬(wan)人(ren)民(min)幣(bi),但(dan)目(mu)前(qian)銷(xiao)量(liang)已(yi)上(shang)千(qian)台(tai),由(you)此(ci)可(ke)見(jian),醫(yi)療(liao)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)市(shi)場(chang)前(qian)景(jing)十(shi)分(fen)廣(guang)闊(kuo)。因(yin)此(ci),機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)對(dui)醫(yi)療(liao)診(zhen)斷(duan)業(ye)的(de)引(yin)領(ling)作(zuo)用(yong)表(biao)現(xian)在(zai)醫(yi)療(liao)儀(yi)器(qi)的(de)家(jia)用(yong)化(hua)、便攜化、小型化和智能化,另一方麵也表現在提高醫療診斷水平上。
disi,duiyiqiyibiaoyedeyinlingzuoyong。zaiyiqiyibiaoxingyezhong,jiqirenyinlingzhechuanganqideyanfahegeming,weiledadaoshenzhichaoyuerenleiwuguandelingminduhefenbianlv,jiqirensuoshiyongdechuanganqibixujuyougaozhiliangheduoyangxing。muqian,weijiaohexiujiaochuanganqideyanfazuiweizhihou,cigenbenyuanyinjiuzaiyuguoquduicileichuanganqidexuqiubugou,yinciyanfatourujiushao。jiqirenjishudefazhan,jianghuiduicidailaizhijiexuqiu。biru,muqianyiyoudechaocaijiqirenjinnenganzhaoyudingdechengxushixianpengren,ruguonenggoujiaruweijiaohexiujiaochuanganqi,zejianghuiyinqiyichangyinshigeming——機器人可根據人的口味設定,自行地增加或減少各種作料,最終調節到最佳口味。
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第(di)五(wu),對(dui)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)的(de)引(yin)領(ling)作(zuo)用(yong)。在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)產(chan)業(ye)中(zhong),機(ji)器(qi)人(ren)引(yin)領(ling)著(zhe)長(chang)距(ju)離(li)的(de)空(kong)間(jian)探(tan)索(suo)以(yi)及(ji)航(hang)天(tian)器(qi)的(de)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)自(zi)維(wei)護(hu)。機(ji)器(qi)人(ren)已(yi)成(cheng)為(wei)空(kong)間(jian)探(tan)索(suo)不(bu)可(ke)缺(que)少(shao)的(de)工(gong)具(ju),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)耗(hao)時(shi)長(chang)、路程遠的深度空間探索中,如月球、火huo星xing探tan索suo,機ji器qi人ren已yi基ji本ben取qu代dai了le人ren的de作zuo用yong。同tong時shi,在zai近jin地di軌gui道dao空kong間jian中zhong,用yong空kong間jian機ji器qi人ren對dui衛wei星xing進jin行xing維wei護hu,或huo是shi直zhi接jie將jiang機ji器qi人ren技ji術shu運yun用yong到dao下xia一yi代dai衛wei星xing設she計ji中zhong形xing成cheng智zhi能neng衛wei星xing,已yi成cheng為wei提ti高gao衛wei星xing壽shou命ming、降低使用成本和自我防衛能力的必經之路。智能機器人在航天方麵的引領作用不僅體現在對航天器的維護保養、提高性能上,而且開辟了新一代航天器的發展途徑。
智能機器人對相關學科的引領作用
duichanyedeyinlingzuoyong,jintixianlejiqirenzaishijiyingyongshangdexiaoguo。danzuoweiyizhongjichengjishu,renheyigejiqirenjishudetupodoubixujianlizaidanxiangjishudegemingshang。yinci,dalifazhanzhinengjiqirenjishu,bijiangdaidongxiangguanxuekedefazhan,duixuekedejichuyanjiutongyangqizhezhongyaodeyinlingzuoyong。
第(di)一(yi),圖(tu)像(xiang)的(de)理(li)解(jie)。視(shi)覺(jiao)是(shi)人(ren)類(lei)獲(huo)取(qu)信(xin)息(xi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)來(lai)源(yuan)。人(ren)看(kan)到(dao)一(yi)幅(fu)圖(tu)像(xiang),馬(ma)上(shang)能(neng)夠(gou)理(li)解(jie)圖(tu)像(xiang)的(de)內(nei)容(rong)和(he)含(han)義(yi)。然(ran)而(er),機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)並(bing)非(fei)易(yi)事(shi)。現(xian)有(you)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)主(zhu)要(yao)還(hai)是(shi)以(yi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)、位(wei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)工(gong)業(ye)傳(chuan)感(gan)器(qi)為(wei)主(zhu),盡(jin)管(guan)機(ji)器(qi)人(ren)開(kai)始(shi)有(you)搭(da)載(zai)攝(she)像(xiang)頭(tou)的(de)趨(qu)勢(shi),但(dan)對(dui)視(shi)覺(jiao)的(de)理(li)解(jie)仍(reng)然(ran)較(jiao)低(di),往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)特(te)征(zheng)點(dian)作(zuo)為(wei)輔(fu)助(zhu),同(tong)時(shi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)弱(ruo),對(dui)光(guang)照(zhao)條(tiao)件(jian),部(bu)分(fen)遮(zhe)擋(dang)等(deng)常(chang)見(jian)問(wen)題(ti)不(bu)能(neng)找(zhao)到(dao)可(ke)靠(kao)的(de)方(fang)法(fa)。機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)對(dui)圖(tu)像(xiang)理(li)解(jie)的(de)要(yao)求(qiu)是(shi)迫(po)切(qie)的(de),也(ye)是(shi)急(ji)需(xu)的(de),它(ta)是(shi)保(bao)證(zheng)機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)夠(gou)工(gong)作(zuo)於(yu)人(ren)類(lei)生(sheng)活(huo)環(huan)境(jing)的(de)重(zhong)要(yao)條(tiao)件(jian)。因(yin)此(ci),對(dui)智(zhi)能(neng)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)研(yan)究(jiu)勢(shi)必(bi)提(ti)高(gao)人(ren)類(lei)對(dui)圖(tu)像(xiang)的(de)深(shen)入(ru)理(li)解(jie)。人(ren)類(lei)對(dui)圖(tu)像(xiang)的(de)理(li)解(jie)十(shi)分(fen)基(ji)本(ben)也(ye)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao),目(mu)前(qian)已(yi)經(jing)對(dui)許(xu)多(duo)領(ling)域(yu)(如醫學、氣象、航天等)產生了巨大的影響。
第二,人與機器的交互。機器人作為一種可以被稱之為“人”的機器,必須具備和人交互的能力。人和人之間的交流,主要以語言為主,這就涉及到語音識別、語音合成、自(zi)然(ran)語(yu)言(yan)理(li)解(jie)等(deng)眾(zhong)多(duo)領(ling)域(yu)的(de)研(yan)究(jiu)。同(tong)時(shi),機(ji)器(qi)人(ren)可(ke)配(pei)搭(da)超(chao)過(guo)人(ren)類(lei)感(gan)知(zhi)能(neng)力(li)以(yi)外(wai)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi),可(ke)使(shi)得(de)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)水(shui)平(ping)甚(shen)至(zhi)高(gao)於(yu)人(ren)和(he)人(ren)之(zhi)間(jian)的(de)交(jiao)互(hu)水(shui)平(ping)。最(zui)典(dian)型(xing)的(de)例(li)子(zi)就(jiu)是(shi)腦(nao)機(ji)接(jie)口(kou),通(tong)過(guo)采(cai)集(ji)人(ren)的(de)腦(nao)電(dian)波(bo)信(xin)號(hao),利(li)用(yong)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)、特征提取、模式分類等技術,即可將其意圖進行識別,並直接被機器人所理解。
第三,智能的描述。究竟什麼是智能,智能在人腦中的儲存方式和表達方式是什麼,如何描述智能等一些問題既是哲學問題、生理學問題、認知學問題,同時也是機器人學問題。人工智能的發展,已經對智能作出了初步的描述,如符號主義、聯結主義、行(xing)為(wei)主(zhu)義(yi)等(deng)。但(dan)這(zhe)些(xie)研(yan)究(jiu)以(yi)及(ji)基(ji)於(yu)這(zhe)些(xie)研(yan)究(jiu)的(de)具(ju)體(ti)實(shi)現(xian),目(mu)前(qian)都(dou)不(bu)能(neng)完(wan)美(mei)地(di)表(biao)達(da)智(zhi)能(neng)存(cun)在(zai)的(de)方(fang)式(shi)。智(zhi)能(neng)提(ti)取(qu)是(shi)指(zhi)如(ru)何(he)去(qu)學(xue)習(xi)和(he)獲(huo)得(de)人(ren)類(lei)已(yi)有(you)的(de)智(zhi)慧(hui),並(bing)通(tong)過(guo)具(ju)體(ti)的(de)描(miao)述(shu)方(fang)式(shi),讓(rang)機(ji)器(qi)人(ren)得(de)以(yi)掌(zhang)握(wo),並(bing)根(gen)據(ju)新(xin)的(de)數(shu)據(ju)自(zi)發(fa)地(di)推(tui)理(li)、派生和演化出新的知識。對於智能提取的研究,已經誕生了神經網絡、統計學習、專家係統、模糊推理等多種智能提取和運算方法。為了讓機器人更加聰明,具有堪比人類甚至超越人類的智慧,必須加深智能本質的研究。
第四,規劃與控製。機器人要獨立自主地完成工作,就必須對自身的行為進行規劃和控製。規劃涉及到動作規劃、任務分配、工作調度、工程優化等,而控製涉及到姿態控製、運動控製、能量控製等。目前,規劃和控製理論主要應用於工業、航天、軍事等領域,具有環境定義明確、gongzuorenwujiegouhuadengtedian。ruhebaozhengjiqirennengshunlidigongzuoyurenleirichangshenghuohuanjing,yanjiufeijiegouhuagongzuochangjingdezhinengguihuakongzhifangfajiweizhongyao,zaililun、算法研究、實際應用等多層麵都極可能產生全新的成果。
第五,網絡的推廣。單一的機器人是分布式的工作節點。如果將機器人連接成為一個網絡,即可形成信息量大、功能強、任務複雜的大型網絡平台。計算機網絡的實質是信息的互聯,物聯網的實質是全球實際資源的定位,而機器人網絡除了具有信息、資源互聯網,更增加了工作任務互聯、行為動作互聯、決(jue)策(ce)管(guan)理(li)互(hu)聯(lian)等(deng)更(geng)高(gao)層(ceng)次(ci)的(de)網(wang)絡(luo)環(huan)境(jing)。機(ji)器(qi)人(ren)網(wang)絡(luo)給(gei)人(ren)類(lei)生(sheng)活(huo)描(miao)繪(hui)了(le)美(mei)好(hao)的(de)前(qian)景(jing),同(tong)時(shi)其(qi)順(shun)利(li)實(shi)施(shi)也(ye)必(bi)須(xu)以(yi)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)為(wei)前(qian)提(ti)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)網(wang)絡(luo)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)、安全性、穩定性都得到大幅度的提升,從而直接推廣了網絡的研發和應用。
迎接千家萬戶的機器人時代
目mu前qian,相xiang關guan領ling域yu的de技ji術shu突tu破po,從cong根gen本ben上shang為wei提ti升sheng機ji器qi人ren技ji術shu的de學xue術shu研yan究jiu提ti供gong了le必bi要yao的de支zhi持chi,為wei機ji器qi人ren的de應ying用yong範fan圍wei拓tuo寬kuan了le道dao路lu。機ji器qi人ren的de應ying用yong範fan圍wei已yi涵han蓋gai國guo防fang、航空航天、服務、jiaoyushenzhiputongjiatingshenghuo,yichangxindejiqirenjishuyanjiugaochaohefazhanqijiyeyidaolai。zaizhegechengqianqihoudeguanjianshike,rangwomenxianbiqiyanjing,mengxiangyixia,xiayidaijiqirendaodihuiduiwomendeshenghuodailaizenyangdeyingxiang。
當人們每天為交通堵塞而苦惱時,人們夢想有一種全自動汽車可以將主人從家裏送到辦公室,這是最安全、最節能、最省時的交通工具。全自動汽車,實際上就是一個具有負載能力的移動的機器人。其最終的目標是實現交通的自動駕駛、零事故、最優路徑選擇、智能交通管理。實現自動駕駛要求機器人進行駕駛員行為學習,這將引領機器學習理論的發展;零事故要求機器人進行環境識別和運用車車通信等技術手段,這將引領圖像識別、故障診斷、車載通信等技術;最優路徑選擇,要求能按照地圖實現最佳的導航策略,這其中涉及地理信息係統、路徑規劃、優化理論。
當dang人ren類lei逐zhu漸jian步bu入ru老lao齡ling化hua社she會hui,人ren們men夢meng想xiang是shi否fou有you一yi種zhong機ji器qi人ren老lao人ren伴ban侶lv,他ta能neng在zai家jia居ju環huan境jing中zhong為wei老lao人ren的de生sheng活huo提ti供gong照zhao顧gu,並bing對dui老lao人ren的de生sheng理li狀zhuang況kuang進jin行xing監jian測ce,發fa生sheng異yi常chang時shi,及ji時shi報bao警jing。為wei監jian測ce生sheng理li狀zhuang況kuang,就jiu必bi須xu研yan發fa無wu創chuang的de生sheng物wu傳chuan感gan器qi,為wei照zhao顧gu生sheng活huo,就jiu必bi須xu識shi別bie老lao人ren的de意yi圖tu;為監測異常,就必須具有行為識別能力;為及時報警,就需要實時網絡通信。
上shang述shu兩liang例li充chong分fen說shuo明ming了le千qian家jia萬wan戶hu的de機ji器qi人ren時shi代dai將jiang是shi人ren類lei在zai可ke見jian的de未wei來lai能neng實shi現xian的de夢meng想xiang。加jia大da對dui智zhi能neng機ji器qi人ren科ke學xue的de基ji礎chu研yan究jiu,加jia強qiang對dui機ji器qi人ren核he心xin技ji術shu的de攻gong關guan,培pei育yu機ji器qi人ren產chan業ye的de市shi場chang前qian景jing,不bu僅jin能neng夠gou帶dai動dong智zhi能neng機ji器qi人ren技ji術shu本ben身shen的de發fa展zhan,同tong時shi也ye必bi將jiang引yin領ling其qi他ta相xiang關guan高gao新xin技ji術shu的de發fa展zhan和he壯zhuang大da。
讓我們舉起雙手,迎接千家萬戶的機器人時代來臨吧!
(作者係中國工程院院士、香港中文大學教授、中科院深圳先進技術研究院副院長)