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潘云鹤院士:AI及机器人的新方向
2022-12-29    来源:机器人峰会    发布者:管理员
编者按:
 
在第六届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会上,中国工程院院士、浙江大学教授潘云鹤以“AI及机器人的新方向”为题作主旨报告。潘院士回顾了人工智能(AI)60多年的发展历程,指出机器人是AI研究的重要领域,并对自主智能机械和人机融合技术的崛起进行详细剖析,强调AI2.0时代几大新的技术与应用发展方向。本文根据潘院士报告整理。
 

潘云鹤

中国工程院院士

中国工程院原常务副院长

 

1956年,美国达特蒙斯学院首次定义了人工智能(AI)的概念,即让机器像人一样地认知、思考和学习,也即用计算机模拟人的智能。迄今, AI已发展了60多年,其典型应用领域包括机器人和智能控制。
 
1.机器人是AI研究的重要领域
 
在过去,机器人曾一度影响了AI的发展。例如,1973年,英国发表了一份James Lighthill报告,主要评判当时AI基础研究中涉及的自动机、机器人、中央神经系统,而这三个方向正好代表AI的三大学派:符号主义、行为主义、网络主义(人机网络)。该份报告最后得出的结论是:自动机和中央神经系统的研究具有价值,但研究进展令人失望;机器人的研究没有价值,研究进展非常令人失望,建议取消机器人的研究。于是,在该报告发布之后, AI发展遭遇了第一个严冬,其研究工作严重受阻,特别是英国的机器人发展遭遇重大打击。
 
如今回首,可以看到这一结论显然是错误的, 60年来,科学家们不断研究模仿人和生物动作,设计出各式各样的机器人,并取得重大进展。例如,美国波士顿动力公司推出的仿人机器人,它可以模仿人的很多动作,如做非常大动作的跳跃,但是这种技术只是处于研究阶段,目前真正能大量投入应用的是机械手。
 
在工业生产中,被成功地大量应用的是人们根据生产需要设计出的各种机械手,而不是仿人机器人。仿人机器人虽然在不断地被研究,但是在实际应用中却不断遭遇失败。例如,弹钢琴的机器人,刚开始人们模拟一个机器人坐在钢琴旁边弹奏;后来发现,弹钢琴其实不需要整个机器人,机器人不需要看曲谱或者转动其他的部位,实际上有一双机械手就足够了,因此设计出现了机械手弹钢琴;最后,人们发现机械手也没有必要,只需要把钢琴自动化就足够了,于是出现了自动化钢琴。从这个例子我们可以看出,钢琴能够自动演奏需要的不是仿人机器人,而是“AI+原来的钢琴+执行机构”。
 
大量的研究工作表明,机器人的核心技术是AI。如果把机器人的思考、观测、移动、说话、工作等功能进行仔细分析,就会发现它们可以和AI的建模、感知、规划、理解、学习等对应起来,因此,机器人是AI研究的重要领域。
 
2.自主智能机械的崛起
 
在仿人机器人的发展遇到很大阻碍的同时,另外一类拥有自主智能的机器人——无人系统则在快速地发展。无人系统发展最早的是无人飞机,例如美国研制出从大到小、各种各样的无人飞机,美国军方还研制了机器人大狗,但应用效果不尽如人意,比较看好的应用还是在机械上加装智能系统。如今,无人系统在车辆、飞行器、船舰等海陆空领域的应用已经很普遍。
 
无人系统的快速成长,表明自主智能机械已经成为机器人发展的一个新趋势。同时,机器人技术从仿人机器人发展为对现有机械进行自主化和智能化的改革升级,将是对机器人概念的重要拓展。
 
在市场应用上,智能自主机械将是中国制造业转型升级极大的需求,也将对制造业产业结构调整产生巨大的影响。比如,浙江宁波市有很多零部件企业,在这些企业的转型升级过程中,可以进行技术改变,让生产技术转化为智能化技术,机械部件转化为电子部件,把基础零部件转化为机械电子联合的产品,进而再转化为网络化、智能化的技术企业。
 
现在,全球已有不少国家在布局智能自主系统,把智能自主系统模块化,然后用它改造各种各样的机械。这是很重要的发展方向。美国已经在这方面进行了布局,我国也有不少企业从事这方面的研究。例如,杭州海康威视数字技术股份有限公司研制的一款AGV,具备智能自主系统,非常实用。
 
3.人机融合的崛起 
 
人机交互技术、可穿戴设备、人机融合增强智能系统等技术应用越来越丰富,使得人机融合领域成为机器人技术发展的另一个重要方向。
 
3.1人机交互技术
 
在近几十年中,人机交互技术越来越丰富,从图形交互,发展到可视化技术、动漫技术,再发展到语音识别、自然语言理解、图像和视频的识别、动作的捕捉、虚拟现实等,这些交互技术催生了机器人发展的重要趋势,即加强人机交互。
 
3.2可穿戴设备
 
在机器人领域,第二个重要发展趋势是可穿戴设备迅猛发展。
 
在我们认知的范围内,传感器已经大量地便携化,突出的体现是手机。据悉有的手机已经安装了30多个传感器,但遗憾的是,这30几个传感器至今没有融为一体,只是分别有自己的App功能,如果这些传感器能够融为一体,那么可以做更大更多的事情。
 
穿戴式传感器发展得也很快。比如,马路上的摄像头,把智能芯片装在摄像头里,摄像头就可以知道汽车的车牌号、生产厂家、生产年份、颜色,甚至包括车里坐了几个人。谷歌发明的智能眼镜,是“智能探头+穿戴式显示+知识库”于一体的装备,可以用来人脸识别。大疆公司推出的VR眼镜,是“无人机摄像+穿戴式显示+体感控制”于一体的装备,它不仅可以让佩戴者在VR眼镜中立体看到无人机在空中拍摄的景象,还可以让佩戴者在移动、转动头部时,通过VR眼镜指挥无人机上摄像头的转动,调整视线范围。再如,杭州一家单位设计出一款AR盲人眼镜,盲人可利用眼镜上摄像头辨别面前是否有障碍物、台阶、坡度(是向上还是向下),实现导航等功能,还可以利用该眼镜阅读普通的书籍报刊。这些例子充分说明,传感器和各种各样的机械结合,将发挥新的、非常巨大的作用。
 
还有一类是植入式传感器。该类传感器可以植放在生物大脑里,和生物大脑连在一起,实现人类同其他生物的对话。比如,利用遥控机指挥老鼠走迷宫,控制老鼠按照人的意愿走路。这类研究的最终目的,是使人与其他生物的交互能力加强,并在此基础上实现其他愿望。
 
3.3人机融合增强智能系统
 
各种穿戴设备、人-车共驾、脑控或者肌控外骨骼机器人、人机协同手术等实现了生物智能系统与机器智能系统的紧密耦合。在这方面做得比较成功的是达芬奇手术机器人,该机器人已经在全球各大医院中应用,在外科和脑手术中得到很好反响。
 
4.深入认识AI2.0发展新方向
 
2017年7月,国务院发布的《新一代人工智能发展规划》指出,AI将在大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、自主智能系统5个新方向快速发展(后两个方向即是上文提及的2个崛起)。在不远的将来,AI2.0会在智能城市、智慧医疗、智能制造、智能农业等领域有着广泛的应用,所以,我们必须要对AI的5个发展新方向有进一步深刻的认识:机器人的概念、结构、方法、技术都将随着AI的变化而变化,升级而升级,深入而深入。相关企业应该及时了解技术方向,把握时机,开拓机器人发展的新的空间。
 
5.结语
 
习近平总书记在中共中央政治局第九次集体学习时指出,加快发展新一代人工智能是我们赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手,是推动我国科技跨越式发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要的战略资源。各级领导干部要努力学习科技前沿知识,把握人工智能发展规律和特点,加强统筹协调,加大政策支持,形成工作合力。  
 
最后,我们相信,中国的AI技术和产业的快速发展期正在不可阻挡的大步到来。
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