機器人“李白”高舉酒杯,朗誦《將進酒》;機器狗“鐵蛋”抬起爪子,乖乖放到主人手里;機械臂在一套茶具上方一番操作,沒多久就泡好了一壺工夫茶……走進2023世界機器人博覽會現(xiàn)場,仿佛走進了科幻電影的場景。
前不久舉辦的世界機器人大會,以“開放創(chuàng)新 聚享未來”為主題,同期舉辦了2023世界機器人博覽會及2023世界機器人大賽。該活動自2015年至今已舉辦7屆,是中國機器人領(lǐng)域規(guī)模最大、規(guī)格最高、國際元素最豐富的行業(yè)盛會。
“機器人是智能制造、萬物互聯(lián)的生力軍,是制造業(yè)皇冠頂端的明珠。”中國科協(xié)黨組副書記、專職副主席、書記處書記束為在致辭中說。在開幕式上,北京市委常委、常務(wù)副市長夏林茂指出,隨著人工智能、新一代信息技術(shù)與機器人深度融合,機器人產(chǎn)業(yè)將迎來新的發(fā)展期。
機器人行業(yè)發(fā)展趨勢如何?還存在哪些挑戰(zhàn)?中青報·中青網(wǎng)記者走進現(xiàn)場,探究這一行業(yè)的前沿發(fā)展方向。
我們?yōu)槭裁葱枰诵螜C器人
“目前消防機器人(應(yīng)用)普遍存在的問題,是對輔助功能的重視遠高于主要功能。”應(yīng)急管理部上海消防研究所所長薛林說。
屏幕中出現(xiàn)一個在水下爬行的機器人,由于水下環(huán)境渾濁,機器人的機械臂又不夠有力,機器人在前行過程中很容易斜翻。薛林指出,水下機器人的機械臂十分短小,其很大成本都花在“油錢”上。從大體來看,消防型機器人主要功能的花銷遠遠低于輔助功能。
“生產(chǎn)力最核心的元素就是勞動力,機器人可以代替人類做重復(fù)勞動的工作,解放人類去做那些有創(chuàng)意的、有意思的工作。”達闥機器人有限公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃曉慶在介紹云端智能機器人時說。
黃曉慶認為,機器人并不是一個簡單的設(shè)備,而是一個系統(tǒng)。通過5G網(wǎng)絡(luò)可以連接到“阿凡達”身體中,這就是云端智能機器人的定義。
在人形機器人制造過程中,如何用電機控制、模仿人類的大腿,讓黃曉慶感到困擾。這一問題最終得到了解決,他提出“并聯(lián)電機”的方案,即讓機器人通過深度強化學(xué)習來訓(xùn)練它們在復(fù)雜并聯(lián)體系中實現(xiàn)復(fù)雜動作。
機器人如何學(xué)習?他指出,在人工智能“robot GPT”推動下,機器人的學(xué)習技術(shù)方法發(fā)生了改變,“所有人類學(xué)專家不需要掌握編程、計算機科學(xué),只需要掌握本專業(yè)技術(shù)就可以使用這個平臺,讓機器人學(xué)習技能”。
有業(yè)內(nèi)專家認為,生成式人工智能與人形機器人融合,可以開啟“具身智能”時代。“具身智能”機器人是人工智能的終極形態(tài)。
為什么我們需要人形機器人?這個問題在美國加州大學(xué)洛杉磯分校教授、該校機器人與機械實驗室(RoMeLa)創(chuàng)始人丹尼斯·洪(Dennis Hong)7歲時便想到了答案。
丹尼斯·洪從小的夢想就是可以有一個幫助他倒垃圾、做飯的機器人。長大后,他成為一名研究人形機器人的機器人科學(xué)家。
丹尼斯·洪研究出的“ARTEMIS”人形機器人在本次機器人大會中展出。視頻中,ARTEMIS在極度的踢打測試中仍能保持平穩(wěn),奔跑速度達到2.1米/秒。
“我發(fā)現(xiàn)比爾·蓋茨關(guān)注了我,他說非常高興可以看到ARTEMIS參與2023年機器人世界杯足球賽。”丹尼斯·洪說。ARTEMIS憑借速度和穩(wěn)定性參加了2023年機器人世界杯足球賽,并且在競爭中優(yōu)于其他機器人,其表現(xiàn)在社交媒體中引發(fā)一陣浪潮。
丹尼斯·洪表示,在2050年的“人機足球比賽”中,將上演人對機器人的踢球大賽,屆時他期望機器人能夠勝過人。
“如果你問我什么時候機器人才能在我們的生活中真正使用起來,三年前我可能會說,如果我這輩子看見就不錯了,但是今天我不這么認為。”丹尼斯·洪在發(fā)言的最后說。
中國電子學(xué)會副理事長兼秘書長陳英在現(xiàn)場發(fā)布的《中國機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2023年)》(以下簡稱“報告”)簡述了中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群現(xiàn)狀。報告指出,從我國機器人領(lǐng)域國家級專精特新、小巨人企業(yè)和上市企業(yè)分布來看,我國機器人優(yōu)質(zhì)企業(yè)重點分布在京津冀、長三角、珠三角地區(qū),形成了以北京、深圳、上海、東莞、杭州、天津、蘇州、佛山、廣州、青島等為代表的產(chǎn)業(yè)集群,并在當?shù)貎?yōu)質(zhì)企業(yè)引領(lǐng)帶動下涌現(xiàn)了一批在細分領(lǐng)域具有較強競爭力的新銳企業(yè)。其中北京、深圳、上海的機器人產(chǎn)業(yè)實力最為雄厚,東莞、杭州、天津、蘇州、佛山機器人產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展壯大,廣州、青島機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出相當大的后發(fā)潛力。
大模型能否成為機器人的“腦子”
“集群機器人是近幾年來發(fā)展非常迅速的一個方向,也是人工智能最好應(yīng)用的一個典型案例。”中國工程院院士、湖南大學(xué)教授王耀南在演講中重點介紹了集群機器人協(xié)同制造的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢。他舉例,如何在飛機機身部件加工制造中保證其質(zhì)量和安全,是一個挑戰(zhàn)性問題。
他指出,目前這些大型部件主要采用人工加工方式,缺點是一致性差、效率低。面對此類技術(shù)問題,王耀南提出解題思路。他說,要形成集群機器人協(xié)同制造模式,可以用多模態(tài)環(huán)境感知、云邊端高效協(xié)作來調(diào)度優(yōu)化,形成完備的路徑規(guī)劃,并通過有效的路徑規(guī)劃來指揮機器人、調(diào)度機器人,完成各種復(fù)雜的任務(wù)。
而在中國科學(xué)院沈陽自動化研究所副所長劉連慶看來,隨著老齡化問題加劇,勞動力出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性短缺,無論是服務(wù)型機器人,還是工業(yè)型機器人,都將擁有更廣闊的發(fā)展前景。
“人形機器人涉及很多關(guān)鍵性技術(shù),這些關(guān)鍵技術(shù)的突破,或許會帶動一個產(chǎn)業(yè),比如智能控制的嵌入式計算方法、傳感器技術(shù),等等。這些技術(shù)在其他行業(yè)也會帶來很大的經(jīng)濟效益,帶動很多產(chǎn)品。人形機器人行業(yè)就像個火車頭。”劉連慶對中青報·中青網(wǎng)記者說。
劉連慶認為,機器人行業(yè)的發(fā)展或許會取代一些勞動力崗位,但也會創(chuàng)造一些新的崗位。“紡織機的應(yīng)用,創(chuàng)造了多少新的機會?”他反問記者。
世界工程組織聯(lián)合會主席約瑟·維埃拉也在論壇上中提到了這一問題。他認為,需要給勞動力提供更多的培訓(xùn),讓勞動力掌握新的技能,準備好接受新的崗位。
“機器人當然是旨在幫助人類的,多年前,最開始出現(xiàn)洗衣機的時候,就是為了取代人在家務(wù)中的勞動,它存在的前提是你家里已經(jīng)通水通電。作為工程師,我認為這是一件了不起的事情,我們非常高興能夠看到,新的機器可以來幫助人類,幫助社會。”約瑟·維埃拉說。
報告對中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展圖譜做了具體闡述。其中指出,當前我國機器人產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展水平穩(wěn)步提升,應(yīng)用場景顯著擴展,核心零部件國產(chǎn)化進程不斷加快,協(xié)作機器人、物流機器人、特種機器人等產(chǎn)品優(yōu)勢不斷增強,創(chuàng)新型企業(yè)大量涌現(xiàn)。
劉連慶提到,他見過國外的一款聊天機器人,表情“特別逼真”,如今還配置了ChatGPT語言模型,跟這款機器人聊天的時候,“就像跟真人聊天”。
“這對服務(wù)型機器人而言,影響會比較大,以后或許會有更多人機交互的性能。”劉連慶說。
但他也強調(diào),目前,研究者還無法用大語言模型,把語言直接“翻譯”成機器人的運動指令。機器人的行動由運動代碼控制,現(xiàn)在的技術(shù)難點,是如何把人類的高級語言轉(zhuǎn)化成可執(zhí)行的底層指令,然后再傳遞給機器人。用劉連慶的話說,想用ChatGPT給機器人長個腦子,“現(xiàn)在還做不到”。
未來機器人會是“有血有肉”的嗎
一代材料就是一代裝備,劉連慶長期從事微納米機器人和類生命機器人的相關(guān)研究,據(jù)他介紹,要研制出和人類有更多交互的機器人,就需要使用“軟一點”的材料;要潛入深海的機器人,就要用高耐壓、高強度的材料;而他正在研究的類生命機器人,就要使用生物活性材料。
“簡單來講,這種機器人是‘有血有肉’的。”劉連慶對中青報·中青網(wǎng)記者說。
他正在研究的這一領(lǐng)域,不但與自動化相關(guān),也與再生醫(yī)學(xué)和腦科學(xué)相關(guān)。微納機器人可以執(zhí)行納米尺度上的任務(wù),可以進入人類的血管進行診斷和載藥。目前,微納機器人主要面臨的瓶頸是能源供給和材料問題。
“材料很關(guān)鍵,什么樣的材料進到人的身體里面,能夠長期存在,不產(chǎn)生特異反應(yīng),通過外部的一些裝置還能控制它?如果能找到一種材料,像細胞似的,直接從血液里獲取能源就是最好的。”劉連慶感慨。
報告指出,機器人共性與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展,電子、機械、生物、材料等大量科學(xué)和技術(shù)正在相互交融中,相互促進,融合創(chuàng)新。高端化、智能化生態(tài)構(gòu)建成為中國機器人未來發(fā)展的關(guān)鍵詞:一是新技術(shù)加快融合創(chuàng)新突破,二是機器人應(yīng)用場景持續(xù)擴展,三是大模型將成為機器人智能的大腦,四是機器人助推行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,五是機器人生態(tài)加速共融共生。
在劉連慶的設(shè)想中,未來理想的狀態(tài)是將免疫細胞提取出來,改造成微納機器人。這樣的機器人甚至可以繞過血腦屏障,直接抵達腦膠質(zhì)瘤患者的大腦給藥。
與劉連慶一樣關(guān)注機器人在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的,還有中國科學(xué)院院士楊衛(wèi)。
“人類醫(yī)生要花費10多個小時進行的手術(shù),機器人只要不到1個小時就做完了。”楊衛(wèi)指著大屏幕中的機器人手術(shù)圖片說。
楊衛(wèi)介紹的主要是“人機融合Avatar系統(tǒng)”,即通過人機共享控制將機器人的機能與操縱人員的智能有機結(jié)合,實現(xiàn)機器人能夠在任意時間、地點按照人的意愿完成任意事情的目標。
他指出,在未來,深度人機共享控制還將進一步進化。他認為,這種控制的優(yōu)勢是天然的人進行腦回路控制,隨著數(shù)據(jù)的積累與磨合,數(shù)字助手能夠逐漸掌握人的操縱習慣,進而在指令融合中增加機控比例,降低人的參與度,提升使用體驗與作業(yè)效率。
“我們給這個人形機器人穿上上衣、褲子、鞋子。”浙江大學(xué)副教授、云深處科技創(chuàng)始人朱秋國播放了一段視頻。視頻中,人形機器人“悟空-4”與大學(xué)生們行走在有坡度的浙江大學(xué)校園草地中,學(xué)生們正在對它進行平穩(wěn)度測試。
“未來我們還將研究出更靈活、平穩(wěn)度更高的人形機器人。”朱秋國在演講最后說。
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