“智能机器”总动员
提到人工智能,大多数人都会将其与机器人联系在一起。从人工智能的发展史来看,在最初阶段,人类并没有把人工智能与机器联系在一起。通过前面的内容我们知道,在达特茅斯研讨会之后,人工智能才获得迅速发展。正是在这一时期,人工智能学科建立。
也正是在这一时期,人类才开始注意到人工智能和机器之间可能存在联系。在达特茅斯研讨会上,马文·明斯基曾提到自己对智能机器的看法,他认为智能机器能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,也能够从抽象模型中找到相应的解决方法。人们正是基于明斯基对智能机器的看法,开始了对智能机器人的研究,并有了不同的分类(见图2-4)。
在智能机器发展的过程中,反馈理论起到了至关重要的作用。如果想要理解反馈理论,我们可以观察一下温度控制器。这种设备能够将收集到的温度与人们希望获得的温度进行对比,从而自动做出反应提升温度,或是降低温度,最终起到控制温度的作用。这正是我们平时所说的“智能控温”,这一理论对人工智能机器的发展产生了很大的影响。
早在1959年,第一台工业机器人便被发明出来了,发明人德沃尔和约瑟夫·英格伯格随后成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。
这一时期的机器人更像是通过一个计算机来进行控制的机械体,自由度比较高,同时通过示教存储程序和信息,在工作中把信息读取出来,然后发出相应的指令,这样机器人便可以根据人类的示教结果行动。一般来说,这类机器人并没有对外界环境的感知能力,更多的是通过人类的示教结果进行活动。
到了1962年,随着工业机器人的不断商业化,越来越多的机器人被出口到世界各国,这也掀起了全世界研究机器人的热潮。但即便如此,这一时期的机器人仍然是“没有感觉”的示教型机器人,这一情况持续到1965年Beast机器人出现。
随着世界各国对机器人研究的热情不断高涨,20世纪60年代中期开始,美国的多所大学都成立了自己的机器人实验室。1965年,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出了Beast机器人。这时的Beast机器人已经能够通过声纳系统、光电管等装置,根据环境来校正自己的位置。
这一时期的机器人已经拥有了“感觉”,它们主要依靠传感器感知外部环境,从而做出相应的动作反应,但是这一时期的机器人依然称不上智能机器人。1968年,世界上第一台智能机器人才诞生。
1968年,美国斯坦福研究所公布了他们研究的机器人Shakey。这台机器人带有视觉传感器,能够根据人类的指令发现并且抓取积木。Shakey机器人可以说是早期的人工智能,也是世界上第一台全自动的机器人。当时生产机器人Shakey是为了军事应用。
在当时,Shakey无疑是一款先进的产品。虽然与前几代机器人相比更智能,但是想要依靠它来取代人类,基本是没有可能的。研发Shakey机器人用到的许多技术,在现在的智能机器人研发中依然使用。Shakey作为全球首款具备移动功能的智能机器人,在电气工程和计算机科学项目中获得了IEEE里程碑奖项。
在IEEE里程碑的引文中对Shakey有这样的描述:“斯坦福研究所的人工智能中心研发了全球首个移动、智能机器人Shakey。它可感知周围环境,根据明晰的事实推断隐藏含义,创建路线规划,在执行计划过程中修复错误,而且能够通过英语进行沟通。Shakey的软件架构、计算机图形、导航方式、开创性的路线规划都为机器人的发展带来了深远的影响,已经融入网页服务器、汽车、工业、视频游戏和火星登陆器等设计中。”
的确,在智能机器人的发展历史上,Shakey的出现可以说是一个里程碑式的事件,而在Shakey之后,人类依然没有停止对智能机器人的研究。
1978年,熟,国Unimation公司推出的通用工业机器人PUMA,直到现在依然在生产线上工作。随着传统工业机器人数量的不断增加,工业机器人市场开始呈现饱和趋势,导致许多工业机器人的积压,机器人产业也随之陷入低潮。
从1995年开始,世界上机器人的数量逐年增加,并保持了稳定的增长率。1998年,丹麦的乐高公司推出的机器人套件,让制造机器人变得像搭积木一样简单,人们可以随意对机器人进行拼装,这也让机器人开始走出工厂,走入普通家庭。
1999年,日本索尼公司推出的犬型机器人爱宝,受到了广大消费者的疯狂抢购。2002年,丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba,这款机器人能够轻松避开障碍,自行设计行进路线,当电量不足时,还能够自己找到充电插座进行充电。这款家用机器人也成为目前世界上销量最大的商业化家用机器人。
但在现阶段,这些人工智能机器人所能做到的只是对人类智能的模拟。它们可以完成人类所进行的某项工作,同时不断接受神经网络模型和深度学习算法的训练,甚至能够完成许多人类不能完成的工作,或是在某些领域中超越人类。但这些智能机器人更多的还是停留在程序阶段,并不能自行演化出新的能力,还是需要依靠各种训练完成特定的任务。
未来智能机器人的研发方向应该是按照人们的要求去工作,不需要进行大量的训练。
虽然在现阶段这还只是一个想法,但从人工智能机器人的发展历史中我们可以看到,正是一个个想法推动着人类对人工智能机器人的研究。或许若干年之后,真正具有智能的机器人不再是科幻电影中的影像,而会真正走入我们的生活。
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