身体的智能:11.1引言:日用机器人

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身体的智能:11.1引言:日用机器人


智能机器人领域是非常丰富多样的,要给出完整的概括是不可能的。因此我们有选择地举一些有代表性的例子来说明一些重要的问题,并且从设计原理的角度来看待当今的机器人。而事实上也不可能为这一领域进行分类,因为有太多的不同分类法。举个例子来说,我们能够按照智能化的程度直观地进行分类(即它们的行为是如何地不同,它们对周围环境利用的程度)或者以它们与人类的相似程度来划分。


这些分类将由拟人机器人来主导,他们中有很多我们已经在前面机器人发展的章节中遇到过,再或者我们可以按照他们所设计完成的任务来划分,如工业机器人(特别是制造、装配和包装)或者服务机器人(送信、送货、管道检查或者养老院及医院的辅助工作)。伙伴机器人与服务机器人相关,但是不同于服务机器人,它们不仅从事家务(洗碗、吸尘、做饭、上菜、洗衣服),还能交谈,提醒人们吃药、锻炼身体,推荐娱乐活动、户外运动、饮食建议以及沏一壶提神饮品等。机器的另一个相关分类就是医疗机器人,如假肢(义肢)、矫形器或者动力辅助设备(用来支持或者改善身体上虚弱、残疾部分的设备)。伙伴机器人也与娱乐机器人有关,有趣的是娱乐机器人可能是机器人中历史最悠久的分支:中世纪人们已经尝试用机器重现类似人或者动物的行为。欧洲著名的例子就是Jacques de Vaucanson的机械鸭和吹笛机器人,还有在18世纪瑞士La Chaux-de-FondsPierre Jaquet-Droz和他的儿子Henri-Louis 发明的写字和画画机器人。现在这些都在位于瑞士的Neuchatel博物馆内展出。Vaucanson的机械鸭有一个有趣的细节就是它能够衔起谷物,然后消化它们并在消化道的最后排泄出来。在亚洲,制造机械娱乐玩偶的传统工房Karakuri Ningyo早在日本战国时代(1603~1867)就通过富商的委托发展起来了。和Vaucanson的作品一样,Karakuri Ningyo完全也是出于娱乐的目的。


可以肯定的是,机器人将会或已经成为我们生活的一部分。当然我们是否接受这种说法取决于我们怎么定义机器人。显然现在还没有智能的拟人机器人能天天与人相互交流,但我们总是发现机器具有越来越多的智能个体特性。当我们讨论普适技术和电子人的时候,我们已经澄清机器人这一术语不能(也不应该)被精确地定义下来;我们仍然必须思考如何使用它,与其给出一个定义还不如去分析一个给定机器人的智能特性的扩展和它与设计原理的一致程度来得更有趣。


为了说明这一点,让我们具体看两种机器人――工业机器人和嵌入式系统的例子。工业机器人具有有限的智能,因为它们通常只有有限数量的传感器,它们不能够很好地利用它们周围的具体环境,而且它们只是被预先设置来完成特定的任务,如在装配线上从基本元件开始装配汽车引擎,在印制的电路板上焊接电子元器件或者把糖果装盒。换句话说,他们很少有能力拓展它们的形态约束,它们的行为是由设计者来创造而不是由发展或进化系统来形成的。嵌入式系统,如大楼中的空气质量监测系统,汽车中的燃料喷射系统,洗衣机的控制系统以及其他一些家用电器等(在第8章中讨论的是其他种类的机器人)。尽管它们装备有传感系统而且能够影响周围环境,从某种意义上来说它们有一定的智能特征,但是由于它们的电机系统(进而它们的操作能力)是非常有限的,它们不太像机器人,他们没有如工业机器人一般的机械臂,他们不能像独立的移动机器人一样移动。因此,它们利用周围的真实世界的能力是十分有限的。设想一下装在墙上的防火探测器和小狗Puppy 上相对丰富一些的感觉一运动传感机制的区别。直觉告诉我们,嵌入设备获得越多智能体特征,我们就越能够把它们看成机器人而不仅仅是人造物。


不管采用何种定义,机器人和机器人设备显然正越来越多地进入到我们的生活中。根据2004年联合国经济委员会为欧洲撰写的网络出版物《机器人世界》的说法,世界上大约有800000个工业机器人(约一半在日本),100万台家用服务机器人(大部分用来吸尘和除草),另外有100万台的娱乐和玩具机器人。报告预测到2007年年底,大约有500万台家用服务机器人,有300万台用于娱乐功能。报告还宣称在2007年年底之前还会有相对少的(75000台)用于农业、专业清扫、检查、


建筑及爆破、医用和消防等的专业服务机器人以及大约25000台拟人机器人。机器人正在崛起一没有人能够阻止机器人!记者John Soat针对2004年发表在信息周刊上的“2004世界机器人报告回应道。在这里我们不去评估这种发展的愿望,而是将根据针对智能系统的设计原理来讨论现有机器人的不同案例。我们认为如果这些原理能被完全考虑进去,我们对于智能的一般性理解将会得到拓展,机器人设计、制造和引进日常生活的速度将会加快。







 




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