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机器人人工智能论文范文

我们曾经在科幻电影里面幻想智能机器人为我们打理一切,就如《杰森一家》中的“罗茜”或迪斯尼动画大片《超能陆战队》中那个“大白”.如今这样的生活离我们越来越近.近几年来,各类型的机器人相继推出,而到了最近,达到了一个小高峰,不但爆出餐厅机器人已经试营业的消息,各大知名厂商也推出了相关产品.难道机器人时代真的要来临了吗?

文/图梁敏

机器人术有专攻

所谓机器人,就是用技术手段实现人的功能.因此,目前机器人的发展可以分为两类,即工业化机器论文范文服务型机器人.

最早出现的机器人就是目前工业生产中最常提及的“机械手”,比如富士康用来组装产品的超级机械臂就是最传统的工业化机器人,其注重的是对人类四肢的模仿.相对工业机器人而言,服务型机器人算是机器人家族中最年轻却又充满活力的.根据国际机器人联合会的定义,服务型机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,能够完成除外生产操作外对人类和设备有用的服务.“服务机器人强调智能,要有感知能力、交互能力、理解能力和任务规划能力.与在特定环境进行重复工作的工业机器人相比,服务机器人更接近于人.它是相对较新的领域,需要研究的内容很多.”中国科学技术大学机器人中心主任陈小平教授认为.

服务型机器人正融入我们的生活

微软前总裁比尔·盖茨2007年在《科学美国人》杂志中的一段预言常常被广泛引用：机器人将与30年前的个人电脑一样进入千家万户.让机器人像家用电器一样进入人类的生活?这听起来有点疯狂,有人甚至会联想起科幻电影里人类被机器人统治的恐怖画面.其实这一切并非天方夜谭,服务型机器人已经悄然来到身边.今年6月,被认为当今世界上最像“大白”的人形机器人“Pepper”开始发售.这款智能陪护型机器人是由日本软银集团和法国Aldebaran Robotics公司共同开发,能识别真人的语音和面部表情,并且可以进行对话交流.

而以平民形象出现的是iRobot研发的那些埋头工作,以扫地、拖地为己任的家务机器人.但这些我们都可以称之为装上了传感器的自动行为设备,还不是我们期待的能够识别自然语音和图像识别,能自主思考和学习的机器人.今年拿到2350万美元融资的家庭机器人项目Jibo,其不仅可以通过自然语言与人聊天,还能通过面部识别认识家庭成员,对家庭计划和安排进行提醒,更重要的是在与人打交道的过程中,Jibo可以不断学习,了解人的深度想法.而国内的小鱼科技也推出了陪伴机器人小鱼在家,同样具备面部识别和人脸追踪,能通过360度拍摄为两地分局的家庭成员建立沟通.

除此之外,微软也正在筹划着为自家的机器人放入微软小冰或Cortana,并推出可编程并配备了深度摄像头的机器人.海尔则带来了他们的机器人ECAN,主要是面向幼儿教育,可以追踪幼儿,识别使用者行为,并投射影像.据不完全统计,目前世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个已涉足服务型机器人开发.在日本、北美和欧洲,已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用.

众多企业缘何纷纷投身机器人产业?业内人士分析,机器人产业的广阔市场是它们考虑的重要因素.在据联合国欧洲经济委员会和国际机器人联合会的统计,2002年至2004年,实际机器人市场年增长率平均在10%左右,2005年达到创纪录的30%.2011年,全球服务型机器人市场价值为183.9亿美元,据预测此数值至2017年将达到461.8亿美元,复合年增长率为17.4%.目前,机器人产业已经成为世界各国高度关注的战略型新兴产业,比如我国就提出“中国制造2025”战略,明确提出数控机床和机器人是其中十大领域之一.其它发达国家也纷纷推出以机器人作为支撑的制造业复兴规划,包括德国工业4.0、日本的机器人新战略、美国的制造业复兴计划等.

披上智能化外衣的服务型机器人

不同于我们在科幻片中看到的高智能类人形机器人,也不同于工业自动化生产线上的工业机器人,目前面向大众的服务型机器人越来越多是以智能终端的一种高级形态出现.很多致力于服务型机器人研究、制造的企业,均认为所谓“服务”将是从突出功能性向场景化转变,服务型机器人不应该是独立存在的,不能像工业机器一样仅拥有简单的功能.服务型机器人更像传统智能设备一样由无数个硬件和传感器组成,具备在特定场景下,感知一切环境变化,并且彼此之间可以互动沟通,从而协作完成人类的需求.于是乎,论文范文服务型机器人往往会部署大量的传感器,比如3D深度摄像头、麦克风、温度计等—这些传感器将真实世界的需求,转化成计算机能够处理的数据,从而转化成机械行为.当然,这些传感器不必都长在机器人身上,可以作为家用智能系统的一部分通过云和机器人同步数据.比如Jibo机器人,只要用户将Jibo接入到互联网,通过专用的App进行操控,Jibo就会根据内置的不同程序来实现不同功能.最关键的是,Jibo能够识别使用者的语音、肢体和表现的意义,并予以记录和反馈,比如当使用者微笑的时候,屏幕里也会出现一个微笑的符号,让使用者有种使用聊天工具跟人互动的错觉.能够完成这些功能,很大程度上得益于Jibo上的传感器、两个彩色立体相机、ARM移动处理器和嵌入式Linux平台等等.

正因为搭上智能化这艘“大船”,服务型机器人的概念变得越来越广泛.机器人不一定需要是人形,只要它们可以模拟人类思考和做出一些响应.机器人可能是车形、四方形等任何形状,甚至可以是虚拟存在的—比如百度公司的度秘,微软的小冰.

当然,披上智能化外衣的机器人又不同于传统的智能设备.目前人类与传统智能设备间的关系较单向,比如苹果开发出人工智能语音助理Siri,尽管其具有优秀的语音辨识功能,但使用者始终没有与智能调和“对话”的认知与习惯,也不可能跟冷冰冰的设备间建立具信赖感的互动关系.而相对于智能设备,服务型机器人最大特点是“拟人”,具有一定的感知能力和认知能力,分布式的嗅觉、听觉、视觉、遥控、学习能力等都应该具备.如智能机器人Pepper能通过内置的感应器感知人的面部表情和语音语调,理解人的喜怒哀乐等情感,然后不断加深理解人的行为,并做出相应的决策；而Jibo也具有一定的学习能力,通过人工智能算法,让Jibo可以主动学习家庭成员的生活习惯,根据这些习惯自调整、自适应等这些都是智能手机、可穿戴设备所不具有的.

原谅它吧,机器人还有点笨！

虽然机器人圈内热热闹闹,一大群“说唱者”兴致高昂,但我们也不能漠视这样的现实：服务机器人真正走入寻常家庭者还寥寥无几.问题出在哪里?其实最大问题是目前机器人还有点“笨”,离高度智能化还有差距,还都不是合格的“机器人”.我们日常所见的服务型机器人,更多只是自动控制技术的延展,缺乏思考的能力,即自我意识,只能按照人设定的场景实现特定的功能,一旦遇到超出人预料之外的情况,机器人就会束手无策.这就出现了《杰森一家》中我们看到的带着轮子四处走动的机器人“罗茜”干起家务是无所不能,而我们的生活视野内却只能见到iRobot扫地机器人的埋头劳作.

目前开发人员也意识到这样的问题,正尝试各种方法提升机器人的IQ.其中一个研究方向就是依托物联网技术、大数据等先进技术,借助云端的计算资源提升机器人的人工智能系统.人工智能的基础是海量的数据样本和超强的计算能力.大数据通过对海量数据的存取和统计,智能化的分析和推理,并经过机器的深度学习后,有效推动了人工智能的发展.而云计算让机器人可以在云端随时处理海量数据.可见,云计算和大数据为机器人的发展提供了基础和动力,机器学习的结果就是AI,而AI又能指导机器人去更精确地执行任务,机器人的行动又会触发传感器.这整个就是一个完整的循环,机器人可以更加快速地成长.目前行业巨头谷歌、百度已经进行这方面的研究.比如百度成立硅谷人工智能实验室,并聘请曾担任“谷歌大脑”项目的吴恩达博士为论文范文科学家,瞄准的正是基于大数据的人工智能.而谷歌之前先花费4亿美元投资人工智能研究公司DeepMind,又用32亿美元收购了智能家居Nest以及一系列机器人军团,目的也是计划打造超级人工智能系统,希望未来让机器具备“听”、“说”以及“看”等自然感知功能.

不过,依托物联网技术、大数据、云计算来提升机器人的“智力”也不算完美.很多产品和场景,比如行驶的汽车、飞行中的无人机,必须要实时处理,依托在网络架构下的任何延迟或者不稳定可能会造成危险.这还不算,把原始数据传到云端,并不高效,数据中心满足的都是通用的计算需求,即使需求已经专门论文范文化也不合适,也不经济.因此,业界有些厂商提出了不一样的想法—将专门化的人工智能算法逻辑实现在芯片里.简单的说,就是把深度神经网络等各种复杂的人工智能算法放置在芯片中,这芯片就相当于“机器人的大脑”.厂商可以针对机器人不同品类,对智能处理的共性计算需求做分类和抽象,定义若干个不同类型的芯片品类,并将智能感知、认知理解、决策控制等整个闭环写进芯片.这意味着未来机器人更换不同的芯片就可以实现不同的服务功能,比如大白插上“爱心型”芯片就是一个憨态可掬、暖男型机器人,而插上“邪恶型”芯片,它就变成带来死亡与毁灭的终结者.目前地平线机器人科技有限公司就正进行这样的尝试.

写在最后：

科技在发展,人的论文范文也在发展,目前服务型机器人仍不可能满足人的一切要求.当然,我们目前对机器人是宽容的,当机器人操作错误的时候,你会倾向于原谅它们,而不是对它大发脾气或者退回原厂.因此我们有理由相信,在“学本领”的道路上,未来机器人将越来越“聪明”,见到动画片《杰特森一家》真正的罗茜只是时间问题.这也是第二次自动化浪潮所引领的趋势,这股浪潮会围绕着人工识别、廉价传感器、机器学习以及分布式智能展开,而这种深度的自动化变革,将会影响所有人,且未来生活中必将随处见到机器人的身影.