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电影里面的机器人离我们到底有多远

电影里面的机器人离我们到底有多远？科幻电影是未来的现实

1968 年，库布里克的《2001 漫游太空》横空出世，开启了现代科幻电影的纪元。机器人，则是科幻电影中不可或缺的主题。

我们既能在《环太平洋》中，看到人类驾驭着巨大的人形机器与海底怪兽搏斗；也能在《机器管家》中看到机器人的自我认知，想要移情于人。我们在《终结者》中看到机器人对造物主的无情反噬，也在《我，机器人》中看到人类的未雨绸缪 —— 对机器人三定律的解读。

电影《我，机器人》

那么，从可爱如《机器人瓦力》中的 WALL·E 到能守护整个地球的变形金刚擎天柱，当我们谈论机器人的时候，我们究竟在谈论什么？

机器人，包括一切模拟人类行为或思想，以及模拟其他生物的机械（如机器猫、机器狗等）。狭义上对机器人的定义和分类尚有许多争议，本文我们仅谈论可以接受人类指挥，根据预定程序或人工智能技术执行行动的智能机器人。

▎智能机器人发展程度怎么样了？

2018 年，芯片业的摩尔定律早已失效，无人机、无人车的发展也如火如荼，在软件算法方面，被誉为人类智慧皇冠上的明珠 —— 围棋，也已经被 AlphaGo 战胜。可是研究了几十年的智能机器人，似乎还显得蠢蠢的？

我们需要从智能机器人的发展谈起：

90 年代，Honda 发布了一系列人形机器人，这些机器人还称不上「智能」，但是却解决了自动化的问题 —— 让机器人能够直立行走；

2001 年，美国麻省理工学院研发了世界上第一个有模拟感情的机器人，这意味着研发开始走向智慧领域；

近 5 年，人工智能（Artificial Intelligence）有了长足发展，使得机器能够胜任更多通常需要人类智慧才能完成的复杂工作；

在 2018 年，波士顿动力公司研发的系列机器人，在运动能力上惊艳世人 —— 不仅能够完成常规的走路、奔跑、跳跃，甚至能够完成后空翻这种超高难度动作。

至此，智能机器人的研发，完成了硬件和软件两方面的积淀。尽管在理论上，要做出外观、行为和思想上都非常接近真人的机器人尚有很大难度，但在未来并不是不可能的事。

▎智能机器人的研发难点

科技的发展，最终还是服务于人。有别于巨大的工业机器人，个人智能机器人显然更能走进人类生活，像智能手机一样与人类交互、服务于人类。

从机器人的发展历程上我们能看到，研发的难点主要还是在这两个大类 —— 硬件和软件。

一、硬件

1. 人形外观

几乎所有的科幻电影中，机器人的形象都殊途同归 —— 人类外观。

但是在生物进化学上，人体结构并不是个理想的运动形态。在目前机器人行业中，运动能力强的，体积都很大，不方便个人携带；而体积小的，功能单一，难以实现多场景应用。

这方面还将会涉及机械设计和材料学，本文限于篇幅，不冗述。

HONDA - ASIMO

2. 控制和驱动系统

如果智能机器人不具备自主运动的能力，那和电脑有什么区别？然而一个完备的控制系统 + 驱动系统的复杂程度，却大大超乎了我们的想象。

不信？你看 —— 完成一项「行走」动作，在驱动方式上首先要抬起左脚，与此同时右手往前、左手向后进行摆臂动作。右脚跟离地并向上，辅以右脚趾发力、右膝弯曲，共同完成右脚蹬地运动。接着，左脚着地，双手反方向摆臂复原。重心前移，右腿伸直复原。在整个过程中，基座的重心位置都是在变化的，如何维持平衡？

何况，行走的路面有平坦的，也有弯曲的，甚至还有崎岖的山路。

而这仅仅是足部的运动。若再加上机械臂和机械手的控制，那就更难了。要知道，拿起一块石头和拿起一枚鸡蛋是完全不同的环境。

在这方面，除了需要结构光测距、陀螺仪、加速度等各类传感器，还需要高精度伺服舵机等硬件来完成最终动作。

二、软件算法

这是大众最能直接感受到机器人的「智能」的地方了，但也是为什么大众会觉得智能机器人的发展不尽如人意的地方 —— 对于科学计算，20 元的计算器已经能完成得很好，而物体识别，AR 测距仅仅在最近才普及到普通用户的设备上。

所以，与其问机器人什么时候能帮我洗衣做饭，不如问机器人如何获得能够有效泛化到各种现实世界物体和环境的技能？

答案是深度学习和强化学习。

深度学习适合处理非结构化的现实世界场景；

而强化学习可以实现更长期的推理，并展现出更复杂、更强大的顺序决策能力。

此外，这些研究还需要基于大数据的基础上，才能完成学习策略的实现。

其实，机器人与现实世界交互的难点在于 —— 现实世界的物体具有各种不同的视觉和物理属性，接触面的细微差别都会使物体的运动难以预测。因此，设计出一种能够观察周围环境和确定最佳行动方案，同时对意外结果做出反应的机器人，大致上就是人们预期的「智能机器人」。

正如人类拥有自己的社交网，机器人也需要构建自身的「内容生态」—— 它能够接入大部分日常生活所需的服务内容商，使用户能够通过机器人获得便利的服务。比方说通过查询天气和日程，帮助人们制定旅行计划；或者接入教育类网站，帮助孩子学习等等。

「智能 + 内容生态」才能让机器人融入我们的生活中。

电影《机器管家》

▎个人智能机器人将会走向何方？

对于机器人这项大类，我们还是需要分清不同机器人的区别。

其实很多人并不太了解机器人的定义和分类，加之科幻电影在几十年前就为我们描绘过一个美好的未来图景，而对机器人的技术发展期望过高。要知道，所有科幻作品中对于现实的启示，都需要通过技术来一步一步实现。

由于汽车工业和电子电器行业的高速成长，工业机器人、科研机器人等应用领域类型的机器人发展势头良好。但是大众更熟悉的还是个人智能机器人。

尽管我们暂时不能赋予机器人以「人类智慧」的能力。但是得益于工业机器人的广泛运用，各方面控制驱动技术、甚至包括图像视觉等技术的成熟，个人智能机器人从「站不稳」到能够「后空翻」，从只会算数，到能进行语义识别、理解人类语言并且与人类进行简单的交互，这些足以让我们对未来有着更现实的憧憬。

某种程度上，我们几乎可以说，个人智能机器人将会是人类在智能手机、智能穿戴设备后下一阶段的智能产品 —— 它非常便携，能够陪伴在我们身边；它也非常全能，能够理解我们的需求，帮我们处理生活中的各项事务；它还非常聪明，在互动的过程中帮助我们看到更大的世界。它会是我们的全能小管家，也会是我们的良师益友。

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