人工智能是國(guó)際科研領(lǐng)域的最前沿，不但已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的重要技術(shù)之一，也是判斷一個(gè)國(guó)家創(chuàng)新能力的重要性標(biāo)志。百度公司CEO、“千人計(jì)劃”專家李彥宏兩會(huì)提案設(shè)立“中國(guó)大腦”計(jì)劃，使人工智能這一話題再次被推到聚光燈下。今天，就讓千人計(jì)劃網(wǎng)小編帶您走近國(guó)家“千人計(jì)劃”專家、abb原機(jī)器人首席科學(xué)家、新奧集團(tuán)首席技術(shù)官甘中學(xué)博士，聽他深入講述機(jī)器人如何成為未來社會(huì)發(fā)展的新引擎。
當(dāng)今的中國(guó)大地，機(jī)器人被炒得火熱，有資本的企業(yè)投資機(jī)器人、并購(gòu)機(jī)器人企業(yè)，各地政府也紛紛建立機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園。人們不禁要問，機(jī)器人到底在下一代工業(yè)革命中起什么作用，中國(guó)如何發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)？在眼下，這已經(jīng)成為一個(gè)不可不談的話題。
習(xí)近平總書記將機(jī)器人革命提到工業(yè)革命的高度來看待，在2014年6月9號(hào)的兩院院士的大會(huì)上他提到：“‘機(jī)器人革命’有望成為‘第三次工業(yè)革命’的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長(zhǎng)點(diǎn)，將影響全球制造業(yè)格局，而且我國(guó)將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。國(guó)際上有輿論認(rèn)為，機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人主要制造商和國(guó)家均紛紛加緊布局，搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。我們不僅要把我國(guó)的機(jī)器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領(lǐng)市場(chǎng)。”
中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士李德毅在以《機(jī)器人革命真的來了》為主題的報(bào)告中說：“泛在的傳感器、泛在的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、泛在的云計(jì)算造就的大數(shù)據(jù)時(shí)代，跨界碰撞和開放創(chuàng)新的智能產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。學(xué)科交叉加速，產(chǎn)業(yè)前沿延伸，新興商業(yè)涌現(xiàn)，傳統(tǒng)意義的學(xué)科界別、產(chǎn)業(yè)界別、商業(yè)界別日趨模糊。包括機(jī)器人在內(nèi)的許多“四不像”的技術(shù)、產(chǎn)品、學(xué)科、產(chǎn)業(yè)和商業(yè)，也許成為創(chuàng)新的主要形態(tài)，正是它們?cè)炀土爽F(xiàn)代社會(huì)的時(shí)代特征。跨界碰撞和開放創(chuàng)新造就的智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，使得大量產(chǎn)業(yè)工人、文秘人員、醫(yī)生、服務(wù)員將升級(jí)轉(zhuǎn)型成為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的創(chuàng)造者、管理者或者使用者。機(jī)器人革命的到來，或許是我們抓住歷史機(jī)遇的重要契機(jī)。”
可見，發(fā)展機(jī)器人已是大勢(shì)所趨。為此，一些有識(shí)之士紛紛發(fā)出呼吁，為中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)建言獻(xiàn)策，譬如必須做好頂層設(shè)計(jì)，必須有序化發(fā)展等等。而究竟該如何發(fā)展？筆者認(rèn)為，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，中國(guó)的發(fā)展要在趕超中脫穎而出，需從各方面著手，重新定義機(jī)器人、重新劃定競(jìng)技賽場(chǎng)、制定規(guī)則、并找準(zhǔn)未來的核心突破點(diǎn)。
一、重新思考機(jī)器人定義：人工大腦 + 柔性運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人類
未來機(jī)器人到底是一個(gè)什么樣的機(jī)器？要回答這一問題，我們應(yīng)當(dāng)首先從機(jī)器人的定義談起。1910年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說《羅塞姆的萬能機(jī)器人》中，根據(jù)Robota（捷克文，原意為“勞役、苦工”）和Robotnik（波蘭文，原意為“工人”），創(chuàng)造出了“機(jī)器人”一詞。這個(gè)從科幻小說中走出的詞匯，從各方面激起了人們的好奇和想象。很快，1914年美國(guó)人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)器人，這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作，具有通用性和靈活性，這也是世界上第一臺(tái)真正意義上的機(jī)器人。
但自真正的機(jī)器人問世，整整一百年來，機(jī)器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有統(tǒng)一。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。更根本的原因是機(jī)器人涉及到了人的概念，成為了一個(gè)難以回答的哲學(xué)問題。
目前國(guó)際上關(guān)于機(jī)器人的定義，英國(guó)簡(jiǎn)明牛津字典的描述是：機(jī)器人是“貌似人的自動(dòng)機(jī)“；美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)的定義：一種可編程和多功能的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)；而我國(guó)對(duì)于機(jī)器人的定義：機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如：感知、規(guī)劃、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。
當(dāng)前對(duì)于機(jī)器人的定義都有些狹窄，目前定義機(jī)器人基本上是從機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)開始，將定義成機(jī)器或者是工具，但這并不是完整的機(jī)器人。“人工大腦的出現(xiàn)，使人們意識(shí)到，機(jī)器人將有可能像另一種機(jī)器人類一樣，與人類相伴共生，甚至相互競(jìng)爭(zhēng)。在機(jī)器人定義上，我們必須抓住其精髓。汽車也運(yùn)動(dòng)，機(jī)床也運(yùn)動(dòng)，但它們?nèi)狈χ悄堋Ｓ?jì)算機(jī)、手機(jī)是智能的，但又不會(huì)運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人與之前所有的機(jī)器是不一樣的，機(jī)器人的定義是否科學(xué)，與機(jī)器人的研發(fā)和普及關(guān)聯(lián)密切，科學(xué)的定義能為研究和推廣作出導(dǎo)向。在我看來，機(jī)器人的定義可以參照兩個(gè)依據(jù)：一是能延伸放大人和生物的某一部分功能；二是擁有大腦的智慧。比如有些機(jī)器人是類人的，有些像小鳥，有些像蚯蚓。如果我們從這兩方面核心要素去理解，機(jī)器人可以被定義為：人的大腦和柔性運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)合，去代替和延伸人的體力、腦力，機(jī)器人已經(jīng)不僅僅是一個(gè)高度智能的自動(dòng)化機(jī)器，而是成為一個(gè)超級(jí)智能加超級(jí)體能的“機(jī)器人類”。
這里要強(qiáng)調(diào)的本質(zhì)是：機(jī)器人具有人類的大腦和超越人類的體能。如果這樣定義機(jī)器人，機(jī)器人就不再是機(jī)器或工具，而是另一種機(jī)器人類了。那么機(jī)器人的種類、范圍將大大的延伸或擴(kuò)展。任何具有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)器并且具有類此人工大腦的智能，都可以被稱為機(jī)器人。天上飛的無人機(jī)，水下游的水中蛟龍，人體內(nèi)可自動(dòng)蠕動(dòng)的納米級(jí)“靶向探測(cè)”機(jī)器人，連續(xù)生產(chǎn)過程中的“納米催化機(jī)器人”，機(jī)器人可以深入到各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)角落。
二、下一次工業(yè)革命的新引擎---智慧機(jī)器人
人類經(jīng)過第一、二工業(yè)革命產(chǎn)生了蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)（這是能源機(jī)），經(jīng)過第三工業(yè)革命產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)（這是信息機(jī)），下一次工業(yè)革命，就要產(chǎn)生能源和信息融合在一起的機(jī)器，這就是德國(guó)工業(yè)4.0講的信息物理融合系統(tǒng)（CPS）。人類將迎來以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。第四次工業(yè)革命的標(biāo)志物信息物理融合系統(tǒng)（CPS）的核心是智能，它標(biāo)志著人類將進(jìn)入了智能時(shí)代。而地球進(jìn)化到今天最高智能的代表是人類大腦，當(dāng)人類跨入智能時(shí)代，人類就要?jiǎng)?chuàng)造新的智能機(jī)器，解決前幾次革命沒有解決的人類社會(huì)面臨的根本問題。
（一）前幾次工業(yè)革命的缺憾
認(rèn)真分析從蒸汽機(jī)、發(fā)電機(jī)到計(jì)算機(jī)的歷次工業(yè)革命的發(fā)展過程，我們可以看到：能源革命的代表就是能源原動(dòng)機(jī)，信息革命的代表是計(jì)算機(jī)；前幾次工業(yè)革命的重點(diǎn)是勞動(dòng)生產(chǎn)率的提升，忽視了能源利用效率和資源全價(jià)開發(fā)，造成了環(huán)境的破壞和資源的枯竭；前幾次工業(yè)革命過分重視利潤(rùn)的追逐，造成了社會(huì)的貧富差距越來越大，金融危機(jī)的后果至今還制約著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
因此，當(dāng)我們研究和開發(fā)以機(jī)器人為代表的智能機(jī)時(shí)，我們就應(yīng)當(dāng)清楚認(rèn)識(shí)這些發(fā)展缺憾，走出一條實(shí)現(xiàn)人類和自然和諧共生、社會(huì)良性可持續(xù)發(fā)展的新工業(yè)革命道路：下一次工業(yè)革命將是一個(gè)融合能源和信息產(chǎn)生智能機(jī)的革命；下一次工業(yè)革命應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一考慮勞動(dòng)生產(chǎn)率、能源效率和資源綜合利用率的提升，實(shí)現(xiàn)信息流、能源流和物質(zhì)流的融合和協(xié)同；下一次工業(yè)革命應(yīng)當(dāng)構(gòu)建人類社會(huì)和自然環(huán)境的統(tǒng)一生態(tài)圈，人類將告別廢氣、廢水、廢物，建立新的“資源-社會(huì)-再生資源”的綠色循環(huán)；下一次工業(yè)革命應(yīng)當(dāng)進(jìn)入人類幸福健康的時(shí)代；下一次工業(yè)革命將在“眾智、眾創(chuàng)、眾包、眾籌”的浪潮中，催生“協(xié)同合作”經(jīng)濟(jì)，逐漸形成價(jià)值共建、價(jià)值共享的公平社會(huì)。
如果“智能機(jī)器人”能作為下一次工業(yè)革命的新引擎，就必須承擔(dān)這些歷史責(zé)任。“走進(jìn)千企萬廠”，讓人從繁重的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來；“走進(jìn)千家萬戶”，為家庭照顧小孩和老人；“鋪天蓋地”，為全人類照顧農(nóng)田草原，保護(hù)碧水藍(lán)天；“無處不在”，行走在人的血管里、為人體清掃垃圾、保持身心健康；“隨手可得”，為每一位“草根創(chuàng)客”提供創(chuàng)業(yè)的工具。如果是這樣，“智能機(jī)器人”才是人類的伙伴、自然的新朋友。
（二）智慧機(jī)器人是下一次工業(yè)革命的新引擎
但我們都清楚，現(xiàn)在的機(jī)器人，無論是工業(yè)機(jī)器人還是服務(wù)機(jī)器人，都不能承擔(dān)上述的歷史責(zé)任，即使現(xiàn)在代表著“智能機(jī)器人”發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的“谷歌大腦”，也是根據(jù)大數(shù)據(jù)來計(jì)算“智能”，仍然存在著耗能高、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)無法處理的問題，特別是莫拉維克悖論提到的人工智能“難的問題很容易，容易的問題很難”的困境：“如果讓計(jì)算機(jī)展示成人水平的智力測(cè)驗(yàn)或者玩跳棋是一件相對(duì)容易的事，但是當(dāng)涉及到直覺和機(jī)動(dòng)性時(shí)，即使讓計(jì)算機(jī)完成一歲幼兒的某些技能也是非常困難或者不可能的”，“谷歌大腦”對(duì)這些問題至今無法解決。進(jìn)一步的，當(dāng)智能機(jī)器人發(fā)展到具有超過人類智能的階段時(shí)，很有可能給人類社會(huì)和自然生態(tài)帶來巨大甚至毀滅性的災(zāi)難。
如果我們透過當(dāng)今世界的重大時(shí)代問題來審視如何發(fā)展“智能機(jī)器人”，我們就可以看到，無論是當(dāng)前熱潮的“人工大腦”，還是Rethink Robotics公司的“Baxter”機(jī)器人，都還不能成為下一次工業(yè)革命的新引擎。要想實(shí)現(xiàn)革命性的突破，就要把人作為一個(gè)智能整體來考慮，要站在人類和自然的社會(huì)高度來考慮：
人的大腦除了高層思維的大腦皮層，還包括腦垂體、海馬體、小腦和遍布全身的神經(jīng)系統(tǒng)，他們整體形成從即時(shí)反應(yīng)到學(xué)習(xí)、預(yù)測(cè)、判斷和決策能力。因此，整體的智能應(yīng)當(dāng)包括：本能型、直覺型、思維型、社會(huì)型四種形式，這四種智能的整體作用才能解決“難的容易，容易的很難”和“非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)”的問題；人的大腦和人的內(nèi)分泌系統(tǒng)相互作用影響人的情緒和行為導(dǎo)向，比如多巴胺是對(duì)人體的情緒直接起效，可以以興奮程度反饋，來強(qiáng)化或弱化人的行為，人的大腦和神經(jīng)遞質(zhì)之間的相互作用，可以促使人類形成行為習(xí)慣，也可以不斷強(qiáng)化形成即時(shí)性反應(yīng)能力；人的大腦和身體是一個(gè)整體，大腦靠血管系統(tǒng)供應(yīng)養(yǎng)分和氧氣，人的大腦是世界上最省能的計(jì)算機(jī)，人的一切運(yùn)動(dòng)也是按照最小勢(shì)能的原理來執(zhí)行的。因此，人是最高效、最節(jié)能的“智能機(jī)器”；人類在大工業(yè)革命、人造機(jī)器誕生之前，與大自然之間建立了一個(gè)完整的自然循環(huán)體系，人類群體的行為和需求模式已經(jīng)與大自然密不可分，形成了符合自然規(guī)律的行為、思維習(xí)慣和偏好，人類群體是與自然界共同進(jìn)化的結(jié)果，其所擁有的智慧可稱得上是大智慧。
由此看出，一個(gè)真正代表“智能工業(yè)革命“的特征機(jī)，應(yīng)當(dāng)是一個(gè)以“智能機(jī)器人”為核心的泛在智能體系：在這個(gè)體系里，智能機(jī)器人不但要有高度的智能，而且還要具有應(yīng)有的社會(huì)群體屬性。而綜合研究智能機(jī)器人的群體屬性和群體智能，恰恰符合中華民族的集體文化基因。因此，研究和開發(fā)下一代智能機(jī)器人，不能只研究當(dāng)前定義的“智能機(jī)器人”，還應(yīng)當(dāng)研究更高境界的“智慧機(jī)器人”，即擁有大智慧且“與人類友好、與環(huán)境共生”的“好人機(jī)器人”。
（三）智慧機(jī)器人的特征描述
“智慧機(jī)器人”應(yīng)當(dāng)是自下而上的分布式/分層次遞增的智能體系。智慧機(jī)器人的智能由四個(gè)層次組成，分別是：存在于底層嵌入式控制器的泛在智能，它的功能相當(dāng)于人的神經(jīng)末梢和神經(jīng)中樞；存在于上位機(jī)核心控制器的經(jīng)驗(yàn)智能，相當(dāng)于人的小腦；存在于上位機(jī)操作系統(tǒng)的交互智能，相當(dāng)于人的大腦；存在于云大腦中的群體智能，相當(dāng)于集體智慧，或者說“群腦”；將智能機(jī)器人，與具有智能傳感器或智能終端的物理空間進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，可以演化成泛在智能空間。
“智慧機(jī)器人”，以具有“互感、互智、互動(dòng)”特征的“泛在智能體”為基本載體；以具有仿照人類智能，通過群智，把智能提升到智慧水平為核心特征；以具有與物理空間互動(dòng)、并演化成泛在智能空間為行為特性。其主要特征包括：
通過集智過程產(chǎn)生大智慧。通過不斷主動(dòng)探索，與現(xiàn)實(shí)世界這一復(fù)雜系統(tǒng)不斷互動(dòng)，“群體智能”持續(xù)累積，超過臨界點(diǎn)時(shí)，將涌現(xiàn)出一種超越經(jīng)驗(yàn)的超驗(yàn)智能，就是智慧；善于集中“群體智慧”，在復(fù)雜環(huán)境中，“化繁為簡(jiǎn)”的去解決復(fù)雜問題的超群智能，就是大智慧。
通過“互智互動(dòng)”產(chǎn)生好品質(zhì)。通過仿人類大腦作用機(jī)理的神經(jīng)遞質(zhì)的行為激勵(lì)，與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相互作用，在人和機(jī)器人的“互智互動(dòng)”過程中，對(duì)機(jī)器人的良好行為反復(fù)強(qiáng)化，逐步形成機(jī)器人的好習(xí)慣和對(duì)人類和環(huán)境友好的品質(zhì)。
通過組合創(chuàng)新形成“剛?cè)嵯酀?jì)”的能力。通過新仿生材料的人工肌肉、柔性可變形的模塊化本體結(jié)構(gòu)、冗余自由度的最小勢(shì)能和能量回饋、遍布全身的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與手臂、腿腳的融合，組成一個(gè)既有類人“柔性”又有機(jī)器超強(qiáng)能力的智能機(jī)體。
通過泛在智能體無時(shí)無處不在。泛在智能體的廣泛部署形成了原始的智能互動(dòng)空間，機(jī)器人本體的移動(dòng)和手臂運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展了行為空間，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)將群體智能的協(xié)同效應(yīng)共享到整個(gè)活動(dòng)空間，這大大提升了群智網(wǎng)絡(luò)智能可達(dá)空間，機(jī)器人協(xié)同物理空間一起，將形成一個(gè)包括機(jī)器人在內(nèi)的，節(jié)約能源、節(jié)約資源，對(duì)環(huán)境友好，對(duì)人友好的無時(shí)無處不在的泛在智能空間。
綜上所述，智慧機(jī)器人的發(fā)展是一個(gè)智能水平不斷提高、應(yīng)用領(lǐng)域不斷推廣、核心技術(shù)不斷深化的過程；最終形成的智慧機(jī)器人具有“泛在、群智、友好”的三大關(guān)鍵特征。
（四）愿景實(shí)現(xiàn)的可能性與周期
智慧機(jī)器人類的出現(xiàn)，將糾正前幾次工業(yè)革命的弊病。人們不禁發(fā)問，這些美好的藍(lán)圖究竟有無實(shí)現(xiàn)的可能？我們可以看到，數(shù)字化以來的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展正在展示著一個(gè)令人耳目一新的大趨勢(shì)：互聯(lián)網(wǎng)向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的延伸、智能手機(jī)和智能穿戴設(shè)備的普及、大數(shù)據(jù)和智能硬件的蓬勃興起，把世界推向了“信息爆炸”的臨界點(diǎn)，在此臨界點(diǎn)上，世界必然會(huì)從“數(shù)字化”走向“智能化”，而智能化的最高層次就是人類的智能。因此，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)紛紛與機(jī)器人技術(shù)迅速融合，人工大腦、智能機(jī)器人的研究開發(fā)也爭(zhēng)先恐后。以維基百科為代表的“眾智、眾創(chuàng)、眾包、眾籌”的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)更是風(fēng)起云涌，一場(chǎng)以“智能機(jī)器人”為特征的智能工業(yè)革命即將到來。它將引起全球新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)革命、能源革命。
十年前我們很難想象智能手機(jī)的風(fēng)靡，如今智能手機(jī)的發(fā)展已反應(yīng)出了社會(huì)變革的趨勢(shì)，智能化正在從橫向和縱向兩個(gè)方面不斷深入和普及，當(dāng)智能化發(fā)展到一個(gè)程度并與機(jī)器人無縫結(jié)合后，機(jī)器人革命的淳熟就是順勢(shì)而為了。工業(yè)革命的周期整體上呈現(xiàn)出了越來越短的規(guī)律，第一次工業(yè)革命歷經(jīng)了一百多年，第二次工業(yè)革命是五十多年，我預(yù)估下一階段應(yīng)該是三十至三十五年左右。目前我國(guó)的機(jī)器人發(fā)展大部分還是跟隨發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步在走，重復(fù)別人做過的事，因此我再次呼吁中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奮力趕超，否則錯(cuò)過了這一次浪潮，下一次競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)將是三十五年之后了。
三、中國(guó)該如何把握機(jī)器人革命機(jī)遇？
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)方面現(xiàn)在中國(guó)還很落后，如何實(shí)現(xiàn)彎道超越？習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)開幕式上有一段話很有道理：“我們要抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機(jī)遇，就是要在新賽場(chǎng)建設(shè)之初就加入其中，甚至主導(dǎo)一些賽場(chǎng)建設(shè)，從而使我們成為新的競(jìng)賽規(guī)則的重要制定者、新的競(jìng)賽場(chǎng)地的重要主導(dǎo)者。”
哪里是機(jī)器人的新賽場(chǎng)？ 到目前為止，工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在離散型產(chǎn)業(yè)、連續(xù)性產(chǎn)業(yè)，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用寥寥無幾，能源、資源類行業(yè)也很少問津。而當(dāng)我們開始發(fā)展與人類友好相處、與大自然和諧共生的智慧機(jī)器人時(shí)，這個(gè)賽場(chǎng)將不再局限于原有的行業(yè)、工廠，而將變成一個(gè)大社會(huì)，機(jī)器人類與人類以及自然社會(huì)將組成一個(gè)天地人合一的大自然生態(tài)圈。
那么如何開辟新賽場(chǎng)、制定新規(guī)則？ 簡(jiǎn)單地說，就是讓機(jī)器人從智能走向大智慧。現(xiàn)在各國(guó)都在發(fā)展智能機(jī)器人，但有兩個(gè)問題沒有解決，第一，目前的智能主要是仿生，是個(gè)體的人類智慧，不是集中眾人的智慧；第二，發(fā)展的智能部分有好有壞，沒有將道德納入考慮，具有智能而非“智慧”。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人從智能到智慧的轉(zhuǎn)變，首先要重新認(rèn)知機(jī)器人的意義并劃分研究領(lǐng)域。目前將機(jī)器人的應(yīng)用劃為代替自動(dòng)化、代替人，其實(shí)是狹窄的。未來的機(jī)器人不僅能替代人類的工作，還能解決人類生產(chǎn)生活中的問題。比如納米機(jī)器人，能在化工廠的排污池里解決污染問題，能進(jìn)入血管“吃掉”病毒。所以我們研究的領(lǐng)域不應(yīng)局限于如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人，還應(yīng)注重研究機(jī)器人對(duì)資源、環(huán)境的監(jiān)控能力以及解決問題的能力。
其次在研究方向上，我們要將樹立機(jī)器人的道德規(guī)則納入考慮。在過去的幾次工業(yè)革命里，新的事物新的技術(shù)與事物總是有好有壞。比如原子彈爆炸、核泄漏與輻射，互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)病毒與黑客等等。中國(guó)在發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)時(shí)，應(yīng)該從一開始就制定規(guī)則，不傷害自然環(huán)境與人類社會(huì)，從人類發(fā)展的高度去規(guī)避前幾次工業(yè)革命的問題。我們所研究的機(jī)器人不但有自動(dòng)化的效益規(guī)則，還有道德規(guī)則。
開辟了新領(lǐng)域、新賽場(chǎng)之后，新的競(jìng)賽規(guī)則包括以下幾個(gè)方面：智能和智慧之爭(zhēng)，智慧是未來機(jī)器人的方向。智能是指很聰明，而智慧不僅包括聰明，更包含了大智慧和大德，未來中國(guó)的機(jī)器人不僅應(yīng)是智能的、更應(yīng)該是智慧的，能對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展起決策指導(dǎo)作用，叫智慧機(jī)器人。
第二：智力、能量和物質(zhì)三者融合。機(jī)器人不僅要有智能，還應(yīng)研究機(jī)器人運(yùn)行中能量使用是否合理，是否產(chǎn)生了新的廢物。未來我們研究的機(jī)器人應(yīng)該是省能的，有變廢為寶的能力。目前這方面的研究是不夠的，在新競(jìng)賽中我們要解決智力和能源和物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系。
第三：人類社會(huì)、人造的機(jī)器人社會(huì)與自然環(huán)境三者和諧共處。現(xiàn)在的技術(shù)研究，著眼點(diǎn)總放在如何提高技術(shù)水平，而忽視了對(duì)人類社會(huì)與自然社會(huì)的研究。中國(guó)的機(jī)器人研究必須將人類社會(huì)、自然社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展納入進(jìn)來，考慮到機(jī)器人對(duì)環(huán)境的影響、機(jī)器換人對(duì)人的影響。
新的規(guī)則的制定對(duì)于產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展意義重大，會(huì)指引機(jī)器人的研發(fā)。目前全球的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)存在很多缺陷，我們應(yīng)該將這些缺陷納入自身發(fā)展規(guī)劃。傳統(tǒng)的機(jī)器人只考慮到智能與運(yùn)動(dòng)，對(duì)于機(jī)器人是否省能、機(jī)器人的情感研究等還未開展。我們的物流機(jī)器人，能完成搬撿貨物的動(dòng)作，但能否更節(jié)能？服務(wù)機(jī)器人完成掃地的動(dòng)作，能否得到人類的獎(jiǎng)勵(lì)反饋？若我們?cè)谝婚_始就將這些要求作為機(jī)器人研發(fā)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，新的技術(shù)便會(huì)很快產(chǎn)生。唯有產(chǎn)生了新的技術(shù)，我們才能不重復(fù)發(fā)達(dá)國(guó)家的研究，有實(shí)現(xiàn)彎道超車的可能。
除了產(chǎn)業(yè)界的努力，國(guó)家層面的導(dǎo)向?qū)C(jī)器人的發(fā)展也尤為重要。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，必須將現(xiàn)有的舉國(guó)體制和草根創(chuàng)新相結(jié)合，形成一種新的發(fā)展模式。舉國(guó)體制的優(yōu)越性在于集中力量干大事，比如韓國(guó)的半導(dǎo)體，之前韓國(guó)非常落后，在半導(dǎo)體材料上，舉全國(guó)之力集中精力去發(fā)展，最后韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成就有目共睹。現(xiàn)在有一種說法叫“維基經(jīng)濟(jì)”，維基經(jīng)濟(jì)就是眾智眾籌，一起發(fā)力。中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要高速前進(jìn)，不能這里做一點(diǎn)那里做一點(diǎn)，到處都在發(fā)展機(jī)器人，要做好頂層設(shè)計(jì)，規(guī)劃好方向和任務(wù)，有資金的出資金、有智慧的貢獻(xiàn)智慧，系統(tǒng)地去發(fā)展，而非打亂戰(zhàn)。中國(guó)有龐大的市場(chǎng)，也有舉國(guó)體制，但完全依靠市場(chǎng)或完全依靠大國(guó)體制都是不可行的。我們應(yīng)將二者結(jié)合，在舉國(guó)體制的支撐下，充分發(fā)揮我們的市場(chǎng)和人才優(yōu)勢(shì)，挖掘草根創(chuàng)新的能力，眾創(chuàng)、眾智、眾籌、眾包，以國(guó)家為后盾，以市場(chǎng)和人才為源源不斷的前進(jìn)動(dòng)力。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)若沒有國(guó)家的導(dǎo)向，毫無疑問會(huì)出現(xiàn)盲目過熱。就產(chǎn)業(yè)投資這一塊，很多企業(yè)家手里有錢，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人是個(gè)亮點(diǎn)，就開始投機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，房地產(chǎn)也去投機(jī)器人，沒有科學(xué)的判斷和專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，最后生產(chǎn)出來的機(jī)器人完全不符合機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)。盲目過熱最后只能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中被消滅。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要國(guó)家在大方向上統(tǒng)一規(guī)劃，中國(guó)人到底要做什么？國(guó)外已經(jīng)研發(fā)成熟的，我們就不要再去重復(fù)，同樣的技術(shù)與產(chǎn)品，中國(guó)企業(yè)與ABB同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)，若ABB價(jià)格下跌，中國(guó)的企業(yè)毫無疑問會(huì)垮掉一批。現(xiàn)在國(guó)家要發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，科技部、工程院、工信部、自然基金都希望參與，在這一種情況下，我主張“贏者通吃、能者主導(dǎo)”，讓真正懂機(jī)器人并有決心、有能力發(fā)展我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的人和機(jī)構(gòu)參與其中。
四、大智慧——未來機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心突破點(diǎn)
從未來社會(huì)的需求與發(fā)展出發(fā)，機(jī)器人應(yīng)該分為一個(gè)機(jī)器人系列：泛在機(jī)器人、生產(chǎn)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、納米機(jī)器人、生態(tài)機(jī)器人。泛在機(jī)器人，簡(jiǎn)單說來，就是大腦加人的一部分，可以稱它為工程六部，比如機(jī)器人加個(gè)小手、小腳，這種機(jī)器人代表著人的一個(gè)本質(zhì)和它運(yùn)動(dòng)，在現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)用非常廣泛，比如機(jī)床，它沒有手，我們?cè)跈C(jī)床的基礎(chǔ)上加一個(gè)“靈巧手”。生產(chǎn)機(jī)器人，指應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器人，代替人類的工作。服務(wù)機(jī)器人，這個(gè)區(qū)別于與生產(chǎn)工人打交道的機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人主要提供的是服務(wù)，在未來，服務(wù)機(jī)器人最鮮明的特征應(yīng)該是擁有情感。第四種是納米機(jī)器人，納米機(jī)器人是未來的一個(gè)發(fā)展方向，納米機(jī)器人可以放到人的血液里、化工廠里、污水里，通過微小的動(dòng)作去解決問題。目前這種機(jī)器人的重視度是不夠的。最后是生態(tài)機(jī)器人，生態(tài)機(jī)器人主要解決生態(tài)問題，現(xiàn)在的污染主要是大自然的生態(tài)循環(huán)圈速度較慢，而我們產(chǎn)生廢物的速度太快，利用著生態(tài)機(jī)器人能加快循環(huán)，解決問題，這種機(jī)器人目前還沒有。
機(jī)器人零部件最基本的部件是3個(gè)部分：感知（就是傳感器、監(jiān)測(cè)器）、控制（思考、決策）、執(zhí)行。感知，實(shí)際就是智能終端，力傳感器、編碼器、視覺系統(tǒng)、都屬于智能終端。現(xiàn)在的智能終端，在最末端有執(zhí)行沒有傳感，傳感都分散在各個(gè)部分。我覺得應(yīng)該把感知、運(yùn)動(dòng)、執(zhí)行放到一塊，這才是真正的智能終端。另外，現(xiàn)在的傳感也并不完全，有的沒有視覺傳感，有的沒有力傳感，更沒有嗅覺傳感，未來應(yīng)該把這塊加強(qiáng)。第二個(gè)是控制器。目前的控制器只涉及控制系統(tǒng)，并不涉及通訊、信息處理，與操作系統(tǒng)是剝離的，應(yīng)該將機(jī)器人的控制器變?yōu)椴僮飨到y(tǒng)，再往下研發(fā)成“大腦”。
機(jī)器人未來需要改進(jìn)的方面我認(rèn)為首先是集智技術(shù)，或者叫群智技術(shù)、眾智技術(shù)。如何讓機(jī)器人變得更智能？比如我們現(xiàn)在研發(fā)出一個(gè)單個(gè)機(jī)器人，我們能否將這個(gè)機(jī)器人與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，使它能復(fù)制吸收其他機(jī)器人的智慧，智慧再集整、融合，便可以產(chǎn)生更高的智慧。每個(gè)機(jī)器人的智慧都可以被新產(chǎn)生的機(jī)器人所用，這樣機(jī)器人的智能就提高了。這個(gè)技術(shù)我認(rèn)為是非常重要的，人與人之間的智慧是不一樣的，愛因斯坦的智慧在人身上很難復(fù)制，但是機(jī)器人的智慧在其他機(jī)器人身上很好復(fù)制，這是普及和提升機(jī)器人智慧的核心。
第二是柔性技術(shù)，現(xiàn)階段的機(jī)器人外形和質(zhì)地都太硬，特別是一些服務(wù)類型的機(jī)器人，比如智能假肢，堅(jiān)硬的質(zhì)地造成使用者穿戴體驗(yàn)不佳，未來機(jī)器人的構(gòu)造目標(biāo)是達(dá)到人的肌肉一般。當(dāng)然機(jī)器人柔性技術(shù)并不是一味追求柔軟，得根據(jù)功能和需求來定，但目前我們的柔性技術(shù)發(fā)展的還不夠。
第三是能量吸收與物質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)。這涉及到納米機(jī)器人的研發(fā)，我們?cè)趺醋尲{米機(jī)器人在人體血液中吸收能量，“吃掉”血液中的不好成分、“吃掉”癌細(xì)胞？能量如何吸收、物質(zhì)如何轉(zhuǎn)換，這是我們未來需要研究的。
第四是泛在技術(shù)。現(xiàn)在的泛在技術(shù)只有信息通訊，沒有動(dòng)作，比如開關(guān)壞了，我能通過信息監(jiān)測(cè)得知這一信息，但我必須得走過去完成修理開關(guān)的動(dòng)作。在大數(shù)據(jù)支撐下，未來的泛在技術(shù)需加入動(dòng)作的概念。也就是說未來的機(jī)器人，在監(jiān)測(cè)到開關(guān)壞了之后，能在人的監(jiān)控下自行完成糾正的動(dòng)作。
實(shí)現(xiàn)機(jī)器人未來突破，還有許多科學(xué)問題待攻破。首先是腦科學(xué)的研究，如何讓機(jī)器人具有大智慧。現(xiàn)在很多人在研究人工大腦，人工大腦的研究是基于真實(shí)的人腦的。目前我們研發(fā)的機(jī)器人，“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”功能只有辨識(shí)，沒有情感。腦科學(xué)除了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，還包括人的內(nèi)分泌系統(tǒng)以及影響人的各種激素，這方面的研究能使機(jī)器人在最大程度上與人腦相似，對(duì)于未來訓(xùn)練機(jī)器人以及機(jī)器人道德規(guī)范上有很大的意義。我們想訓(xùn)練一個(gè)好的機(jī)器人，當(dāng)他做好事的時(shí)候，它的“內(nèi)分泌系統(tǒng)”告訴它這個(gè)事是好的，它感覺到鼓勵(lì)，干壞事時(shí)感受到懲罰，漸漸地培養(yǎng)出來的就是“友好善良”的機(jī)器人。
其次是生物技術(shù)，主要是指人工肌肉。人的肌肉很復(fù)雜，血液、動(dòng)力、微馬達(dá)都在里頭。人工肌肉不僅是外形與人的肌肉相似，更重要是實(shí)現(xiàn)人類肌肉的功能。怎么才能讓機(jī)器人擁有肌肉，并且實(shí)現(xiàn)肌肉的復(fù)雜功能？人工肌肉是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的柔性，并達(dá)到省能的關(guān)鍵，這對(duì)于機(jī)器人的小型化、輕便化意義非常。
第三是基因技術(shù)，人的基因是可遺傳的，如何讓機(jī)器人遺傳好的東西，并且去掉壞的東西？這是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的集智技術(shù)的關(guān)鍵。第四是要研究人類社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，目前我們?cè)谶@方面的研究不夠。自然界里這類現(xiàn)象比比皆是，為什么有的人能跟老虎、毒蛇相處？是因?yàn)樗鼈兊玫搅巳祟悓?duì)它友好的信息而作出反應(yīng)，這是大自然的智慧，同樣，機(jī)器人也有智慧。我們要研究人類、機(jī)器人、自然社會(huì)三者的關(guān)系，如何讓機(jī)器人獲取人類與自然的友善信息并作出反應(yīng)，使機(jī)器人對(duì)人類與自然友善。目前這個(gè)研究還沒開始，所以我們應(yīng)該將這視為重點(diǎn)。
中國(guó)社會(huì)的人口老齡化正在到來，目前中國(guó)人口中超過60歲的占13%，即將接近15%，而人口的出生率則越來越低。中國(guó)的勞動(dòng)力將越來越少，沒有機(jī)器人，社會(huì)發(fā)展會(huì)面臨困境。日本的發(fā)展是一個(gè)典型，日本老齡化問題十分嚴(yán)重，因此日本成為了“機(jī)器人王國(guó)”，所以發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略。而另一層面，中國(guó)過去三十年以資源、廉價(jià)勞動(dòng)力帶動(dòng)的發(fā)展引發(fā)的問題十分嚴(yán)重。要解決這些問題，我們不能再重復(fù)大工業(yè)時(shí)代“先污染后治理”的老路，必須在新的技術(shù)革命中去解決這些問題。
發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也體現(xiàn)了中國(guó)的國(guó)家意志。中國(guó)已經(jīng)是經(jīng)濟(jì)大國(guó)、軍事大國(guó)，但我們并非科技強(qiáng)國(guó)，機(jī)器人的發(fā)展能帶動(dòng)科技的進(jìn)步，從技術(shù)層面壯大中國(guó)。作為社會(huì)主義社會(huì)，人人為我、我為人人是社會(huì)發(fā)展的大方向。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)能帶來勞動(dòng)力的解放，使人獨(dú)立于其他人，使社會(huì)更趨向于公平。可以預(yù)見，機(jī)器人將會(huì)成為未來社會(huì)發(fā)展的新引擎，從各方面改變生產(chǎn)生活方式和社會(huì)關(guān)系，助力中國(guó)夢(mèng)的早日實(shí)現(xiàn)。
