机器人电子技术的发展沿着一条迂回的路径前进,只是现在才有了稳定的进展,这些进展指明了未来的趋势。机器人沙基(Shakey)属于第一代研究型机器人,由加利福尼亚州门洛帕克市的斯坦福研究院(现在称为SRI国际)的人工智能中心建造(Wilber 1972; Nilsson 1984)。在1971年,这个机器人所用的技术已经远远超越了它所处的时代:它能够在实验室的各个隔间之间导航,用视觉确定自己的位置,以及识别障碍物。想象一下,在计算机的人机接口仍然是电传打字机、还没有文字显示的计算机显示器的时代,机器人沙基就已经能够使用视频摄像头进行视觉导航了!机器人沙基并不仅仅局限于它六英尺高的身躯,他的组件还包括了一个房间大小的PDP-10和PDP-15计算机,这些计算机不停地与他的硬件通讯。换句话说,这个机器人并不是自足的,它还依赖于自己身体以外的各种计算资源。
20世纪80和90年代出现了一种趋势,研究者们试图去实现他们梦寐以求的目标:独立自足的移动机器人。在研究者们眼里,这种挑战就是让机器人不依赖于任何外部资源,也就是说将所有需要的资源全部塞进机器人身体里。在能源和重量的限制下,要求大量的电子工程设计以实现尽可能多的感知处理,得益于前人在这方面的努力,在二十世纪末,机器人才开始真正成为一个自足的系统。
后来便是软件即服务的时代,以及在机器人上的应用,这种应用在架构上希望机器人能够利用尽可能多的互联网资源。例如,调用外部资源做人脸识别,这样机器人就能搭载更少的电子器件,且能够识别出机器人实验室里的每个人,并对他们说“早安”。随着网络数据传输速率不断增长,互联网被认为是将机器人小型化同时又保持其拥有高智能行为的绝佳方案。
随着回归沙基机器人理念的接受,视频游戏实体化也随之而来。Wii远程控制器,使得任天堂游戏机的玩家在显示屏前面通过肢体动作就能玩游戏,这意味着视频游戏电子设备的开发者们已经开始生产手持电子设备了,机器人研究者可以直接利用这些设备。低成本高精度的加速度计和陀螺仪改变了游戏规则,首先得益于视频游戏,现在又得益于由智能手机所创造的规模经济效应,现在只需要几美元,就能购买大量的本体传感器密集地集成在小型机器人里面。
这种趋势随着微软的Kinect的推出而进入高速发展阶段。Kinect是一个电子摄像头系统,有了它,人们的手势、肢体动作能够通过Xbox游戏机与视频游戏关联起来。大量机器人方面的研究文章指出了一些方式,移动机器人利用这些方式现在能够通过可编程的Kinect传感器来检测墙壁和障碍物,以及实现以前很难实现的人机接口(HRI)——例如,人类对机器人的手势控制,或者用Kinect与人类跳舞的机器人。这样看来,我们正再次回到复杂的机载电子技术的时代,但现在与以往不同的是,大批量、低利润的交互式消费电子产品的时代已经到来了。随着这种交互性的复兴,任何新型电子设备的发明都将可以直接应用于机器人,并且通过必要的改装使机器人更智能更先进。
设想一下手机和游戏的未来:从检测你是否正在开会,到感知你的位置、温度和湿度等环境数据,以及你是否昏昏入睡或者处于兴奋状态——所有这些物理感知电子设备都将以零部件的形式安装在机器人体内。任何让手机融入我们的日常活动的新方式,同样也能让机器人更全面地检测环境并对环境做出反应。
当然,视频游戏、在线娱乐、真实世界中的娱乐活动、以及移动通信技术的界线将变得模糊。在我们的活动范围内所有的设备将变得更加具有交互能力,而且这些交互将由更多的自然交互行为所驱动,包括语音、眼神、手势。越来越多的个人用品将具有自主能力,就像是一个好管家一样,按照我们的意愿或者高级指令做出行动:正确地找到并预定餐厅,重新安排我们的日程,甚至是根据观察我们正在做什么而过滤我们的电话。
也许“机器人”这个词的含义将变得模糊,因为手机将会越来越像一个机器人,并且机器人也将大量当作成熟的视频通讯设备使用,使我们在出门在外的时候也能哄孩子睡觉或者是造访同事。无论如何,得益于电子相关行业的不断发展,我们今天所设想到的机器人技术将会变得更加成熟、更加智能。
本文摘录自《机器人与未来》(第一财经2015年度特别推荐图书)

