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【新奇特】家家都有機器人
編輯：Sophie2013-12-17 瀏覽次數：761
32年前，比爾·蓋茨毅然棄學，創(chuàng)立微軟，成為個人電腦普及革命的領軍人物；30年后的今天，他預言，機器人即將重復個人電腦崛起的道路。點燃機器人普及的“導火索”，這場革命必將與個人電腦一樣，徹底改變這個時代的生活方式。
撰文 比爾·蓋茨（Bill Gates）
翻譯 郭凱聲
我們站在時代的節(jié)點：一個嶄新的產業(yè)即將崛起。若干開創(chuàng)性的新技術為這個產業(yè)的崛起奠定了基礎；幾家口碑頗佳的企業(yè)提供了極為專業(yè)的商品；一大批新公司迅速壯大，致力于制造新式玩具、為發(fā)燒友提供配件，還出售其他各種有趣的利基產品。然而，它也是一個高度分散、各自為政的行業(yè)，幾乎沒有統(tǒng)一的標準或平臺。這個行業(yè)的開發(fā)項目復雜、進展緩慢，可投入實際應用的成果寥若晨星。實際上，盡管它的發(fā)展令人振奮，前途一片光明，但誰也說不準這個行業(yè)何時才能成長到臨界質量，甚至連它是否會達到臨界點都無人知曉。不過，只要能發(fā)展到臨界點，它就可能會徹底改變這個世界。
毋庸置疑，人們可以用上面這段話來描述20世紀70年代中期的計算機行業(yè)，那時我和保羅·艾倫（Paul Allen）才剛剛創(chuàng)建微軟公司。那個年代的大型計算機體型臃腫、造價高昂，通常是在大型公司、政府部門和其他各種機構中用于后臺操作，支持日常運轉。頂級大學和工業(yè)實驗室研究人員正忙于打造基礎組件，為信息時代的到來開辟道路。英特爾公司剛剛推出8080微處理器，而現(xiàn)代家庭電子游戲的鼻祖阿塔里公司（Atari）還在兜售風靡一時的乒乓球電子游戲Pong。發(fā)燒友自發(fā)組織了俱樂部，千方百計地想找出這項新技術究竟能做點什么。
不過，此刻我心里所想的并不是那些往事，而是現(xiàn)在機器人行業(yè)的發(fā)展――目前這個領域的狀況與30年前的電腦行業(yè)極為相似。今天在汽車裝配線上忙碌的一線機器人，正是當年大型計算機的翻版。而機器人行業(yè)的利基產品也同樣種類繁多，比如協(xié)助醫(yī)生進行外科手術的機械臂、在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上負責排除路邊炸彈的偵察機器人、以及負責清掃地板的家用機器人。還有不少電子公司參照人、狗、恐龍的樣子制造機器人玩具，而發(fā)燒友們都迫切希望能弄到一套最新版的樂高（LEGO）機器人套件。
與此同時，一群堪稱全世界最聰明的人正設法解決機器人技術中最讓人頭疼的問題，比如視覺識別、導航及機器學習?，F(xiàn)在看來勝利在望。2004年，美國國防部高級研究項目局（DARPA）主辦了首屆機器車挑戰(zhàn)大賽（Grand Challenge）。比賽在莫哈維沙漠上展開，全程142英里（約合227千米），路程崎嶇，看看誰能研制出第一輛能夠跑完全程的無人駕駛機器車。那次大賽上表現(xiàn)最好的參賽車才跑出7.4英里就偃旗息鼓了。然而，2005年的挑戰(zhàn)賽上，有5輛參賽車跑完全程，冠軍的平均時速還達到l9.l英里（參見《環(huán)球科學》2006年2月號W·韋特·吉布斯所著《無人戰(zhàn)車關鍵一步》一文）。在這方面，機器人行業(yè)與電腦行業(yè)也有驚人的相似之處：互聯(lián)網的鼻祖Arpanet網當年也正是靠了高研局大把銀子的資助，才能順利“降生”。
機器人行業(yè)現(xiàn)今面臨的挑戰(zhàn)，也和30年前電腦行業(yè)遇到的問題如出一轍：機器人制造公司沒有統(tǒng)一的操作系統(tǒng)軟件，流行的應用程序很難在五花八門的裝置上運行。機器人的處理器和其他硬件的標準化工作也未開始，在一臺機器人上使用的編程代碼，幾乎不可能在另一臺機器上發(fā)揮作用。如果有人想開發(fā)新的機器人，通常得從零開始。
雖然困難重重，但我跟涉足機器人技術的大學研究人員、實業(yè)家、發(fā)燒友，乃至高中生都談到過這方面的話題，他們那種知難而進的激情和對未來的期許，令我不由回想起自己的經歷。當年我和保羅·艾倫一邊看著各種新技術相互融合，一邊夢想著將來有一天，家家戶戶的書桌上都擺著電腦?，F(xiàn)在，我看著多種技術發(fā)展的趨勢開始匯為一股推動機器人技術前進的洪流，我完全能夠想象，機器人將成為我們日常生活的一部分。我堅信，分布式計算、語音與視覺識別以及無線寬帶網絡等新技術，將為我們開啟通向新一代自主式裝置的大門，使電腦不僅能在虛擬世界里大顯身手，還能代替我們執(zhí)行現(xiàn)實世界中的各項任務?；蛟S我們很快將跨進一個新時代，那時，電腦將走下辦公桌，通過它，我們能夠觀看、傾聽、觸摸，甚至操縱那些我們難以親自接觸的東西。
距離夢想有多遠 “機器人”(Robot)這個術語是1921年捷克劇作家卡雷爾·恰佩克（Carel Capek，l890年-l938年）首創(chuàng)的，很快就流行開來。不過，打造人形機器人的夢想，卻已延續(xù)了數千年之久。早在古希臘古羅馬的神話中，冶煉之神便開始用黃金打造機械仆人。公元1世紀，亞歷山大的赫倫（Heron，傳說這位杰出的工程師發(fā)明了第一臺蒸汽機）設計出一些令人嘆服的自動機器，據說其中一臺還能說話。另一位科技奇才達·芬奇l495年的草稿中夾著一張制作機械騎士的草圖，這位機器人騎士能坐能站，手腳還能活動。人們認為這應該是第一份人形機器人的設計圖。 1920年 1939年 1942年 1948年 1954年 1956年 1959年 1962年 1962年－1963年 1965年 1968年 1969年 1973年 1978年 1984年 1998年 1999年
制造機器人的夢想已經延續(xù)了幾千年，形形色色的機器人在科幻故事里大行其道，不過現(xiàn)在的機器人連門和敞開的窗都很難區(qū)分開。
一個世紀以來，眾多風靡一時的科幻作品――比如艾薩克·阿西莫夫的小說《我，機器人》（I，robot，又名《機械公敵》）、電影《星球大戰(zhàn)》以及電視劇《星際迷航》等陸續(xù)登場，使機器人成了大眾文化中司空見慣的角色。機器人在科幻世界中如此大行其道，表明公眾也認同，有朝一日機器人將會融入我們的日常生活，成為我們的忠實助手乃至親密伴侶。然而，盡管目前機器人在汽車制造等行業(yè)中已成為關鍵角色（這些行業(yè)中，機器人與工人的數量比達到l∶l0左右），但想要達到科幻作品中的水平，還有很長的路要走。
要想讓電腦和機器人感知周圍的情況，并作出迅速準確的反應，難度之大遠遠超乎人們的預期，這成了科幻與現(xiàn)實之間存在巨大差異的原因之一。事實證明，許多本領在人看來或許只是小菜一碟（比如根據房間里其他東西的位置調整自己的方位，對聲音作出反應并解讀別人的談話，抓住大小不同、質地各異、各種各樣的東西等），對機器人來說卻難于登天――它們甚至分不清打開的門和窗有何不同。
不過，研究人員已經逐漸摸索出解決辦法。擁有超強處理能力的電腦日益普及，將為研究者排憂解難。20世紀70年代，一兆赫處理能力的成本超過7,000美元，今天卻只值幾美分；一兆比特的存儲容量，也經歷了類似的價格暴跌。有了如此廉價的計算和存儲能力，科學家就能動用大量電腦資源，踢走那些阻礙機器人進入現(xiàn)實世界的絆腳石。例如，語音識別程序已經能相當有把握地辨別單詞，但如何根據上下文悟出這些單詞的含義要難得多。可以預見，隨著電腦計算能力的持續(xù)提升，機器人設計師將借助越來越強的處理工具，輕松解決更為復雜的問題。
捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅薩姆的機器人萬能公司》中，根據Robota（捷克文，原意為“勞役、苦工”）和Robotnik（波蘭文，原意為“工人”），創(chuàng)造出“機器人”這個詞。
美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。
美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創(chuàng)造，但后來成為學術界默認的研發(fā)原則。
諾伯特·維納出版《控制論》，闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經、感覺機能的共同規(guī)律，率先提出以計算機為核心的自動化工廠。
美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人，并注冊了專利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。
在達特茅斯會議上，馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法：智能機器“能夠創(chuàng)建周圍環(huán)境的抽象模型，如果遇到問題，能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個定義影響到以后30年智能機器人的研究方向。
德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。隨后，成立了世界上第一家機器人制造工廠――Unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為“工業(yè)機器人之父”。
美國AMF公司生產出“VERSTRAN”（意思是萬能搬運）,與Unimation公司生產的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。
傳感器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器，包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器，托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器，而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系統(tǒng)，并在1965年，幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器，能識別并定位積木的機器人系統(tǒng)。
約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研制出Beast機器人。Beast已經能通過聲納系統(tǒng)、光電管等裝置，根據環(huán)境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續(xù)成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”的機器人，并向人工智能進發(fā)。
美國斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器，能根據人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機器人，拉開了第三代機器人研發(fā)的序幕。
日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發(fā)出第一臺以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。日本專家一向以研發(fā)仿人機器人和娛樂機器人的技術見長，后來更進一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作，就誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3。
美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA，這標志著工業(yè)機器人技術已經完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。
英格伯格再推機器人Helpmate，這種機器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年，他還預言：“我要讓機器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全”。
丹麥樂高公司推出機器人（Mind-storms）套件，讓機器人制造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入個人世界。
日本索尼公司推出犬型機器人愛寶（AIBO），當即銷售一空，從此娛樂機器人成為目前機器人邁進普通家庭的途徑之一。
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