另一方面,当下社会应用需求层面也已经到了临界值。一是从现实情况来看,伴随工业机器人的蓬勃发展,产业链构建相对成熟,同时伴随着全球劳动力价格的持续提高,老年化现象的不断严重,释放出强大的社会需求。从整个机器人产业发展来说,目前已经到了“要从工业界走向家庭和个人”的临界值,开始有能力向家庭和个人服务层面拓展;二是从实用经济学角度来看,任何能够成倍提高生产力、成倍降低成本、成倍减少人工投入的技术,一定会被资本追捧。在利益驱动之下,资本会投入制造这些能帮助提高生产力的机器。因此,具有自主、智能能力的机器人产品市场的增长速度可以预估。
有一点需要补充说明。尽管我们说目前已经到了一个临界状态,但要承认的是,全世界关于智能机器人应该是什么样子、它是否有工业标准、产业链怎么建立等核心问题上仍属于早期探索阶段,真正意义上的第一代智能机器人产品还未出现。
云端仿人智能机器人成国际焦点
《千人》:在引领变革的各类机器人中,您最看好哪一款?
黄晓庆:我想重点介绍云端仿人智能机器人。它代表的是机器人发展的较高境界——外形和人相似、思维模拟人大脑,更贴近人类复制另一个自己的目标。
为什么要强调云端、仿人两个层面?这其中包含了多重考量。首先讲为什么要“云端”。对于一件工业或电子产品来说,最重要的部分是操作系统。同理,要实现机器人的智能程度,必须依托于强有力的操作系统,充当机器人的大脑角色。然而,现实情况却是,假如机器人是一台会动的机器,目前没有办法将支持软件的运算系统装在其体内。研究数据表明,人类大脑运算能力是机器人最高运算能力的100万倍,这意味着要制造能达到人类运算能力的机器,目前需要一个体积是人脑100万倍的机器人大脑。此种情形下,从实用性角度考量,约人脑100万倍大的机器人大脑根本无法和其身体相匹配。这条路径走不通的情况下,到底装在哪?答案是装在“云”里。我们可以认知系统放在云里,身体、驱动、传感器放在机器人本体上,通过移动通信将二者连接起来,实现顺畅操作。更形象地说,相当于把一个人脊椎以上的大脑和小脑存在“云”中,做出了一个现实版的“阿凡达”。
再来说明为什么要仿人。机器能够全面代替人是很重要的产业目标。这种背景之下,只有仿人的机器人才能有效使用为人设计的工具,顺利在有人的环境下工作,实现需求和发明的真正无缝对接。在我看来,这是未来人类使用机器人的一个核心需求点。
《千人》:据我所知,目前第一代云端仿人智能机器人产品还未面世,原因是什么?
黄晓庆:相比于其他类型的机器人,云端仿人智能机器人对自动化程度、柔性程度要求更高。相比之下,目前产业技术进步的速度仍有一定距离。因此,云端仿人智能机器人的研发和面世还需要一个循序渐进的过程。
在我看来,制约第一代云端仿人智能机器人面世的因素分四个方面。一是技术密集。一方面,机器人认知系统属于高密集技术范畴,代表了云计算、人工智能等领域最新、最复杂、甚至还未理解的新技术发展方向,研发难度可想而知;另一方面,机器人整个硬件领域还有待重大技术进步。举个例子,通过每公斤肌肉的驱动力量对比实验发现,机器人只能达到人类水平的1/10,亟需开发更加轻便的合成材料制作机器人身体;二是成本高昂。机器人的驱动系统、感知系统成本相当高。这种情况的出现,很大程度取决于目前机器人产量非常低,即使是工业机器人,当前大型跨国公司也只能维持年产几万台、十几万台的水平。可以试想,如果市场全面打开,当产量上升到几百万台、上千万台的时候,生产成本将会成倍下降;三是高能耗。机器人运算系统消耗能量过大,直接影响到其可携带的便利性。如何带足够电池运动相当长的时间,还未探索出适宜的解决办法;四是产业标准尚未建立。按照一般行业逻辑,是先有技术再有标准。
《千人》:为了抢占领跑先机,目前围绕云端仿人智能机器人的竞争态势如何?呈现出哪些特点?
黄晓庆:综合前面所讲,既然是一次颠覆性的工业革命,各方面条件已经到了一个临界状态,第一代产品还未真正面世,当前的竞争格局可以称之为“黎明前的黑暗”——任何有进取心的国家或企业,都想尽早插足这个领域。因此,可以看到,这场战斗还没未开打就已经进入了白热化阶段。
从国家竞争层面看,目前全球围绕机器人的竞争已超越国家一级,上升到国际合作与竞争相融合贯通的阶段。首先,美国DARPA机制之下,几乎所有全球顶尖的机器人企业都参与进来;此外,欧共体的RoboEarth计划、日本仿人机器人开发也纷纷采取了跨国研究战略;相比之下,中国正在稳固、迅速赶超,但目前还着重于“赶”没到“超”的地步。
从企业竞争层面看,“暗潮涌动”的战斗刚刚开始。就目前态势而言,各大企业的侧重点各不相同。一是谷歌采取“挖空型(Empty Strike)”人才战略。截至目前为止,谷歌已经收购了超过了十家世界顶尖智能机器人研发公司,以奠定自身起跑优势;二是IBM成立Watson事业部,将Watson作为产品推向市场;三是Facebook、百度着手“云”布局。通过“深度学习”技术,推出了语音和图像的识别、合成算法;四是东芝、本田等日本企业着重“仿人”等机器人控制技术的研究。
总体看来,云端仿人智能机器人的技术研究仍然有待突破。首先看智能水平,以美国DARPA举办的机器人挑战赛(Robotics Challenge)为代表,共有7支参赛队伍的机器人能够完成爬楼梯、开阀门、开汽车等操作,但总体效果和人类仍然存在较大的差距;再看仿人水平,以日本东芝、本田等企业为代表,目前日本制造的机器人在运动控制能力、模拟人的面部表情、皮肤等方面都达到一定水准,但在双足行走能力上还远不及人类。
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