机器人“智商”越来越高
图集一名小朋友观看双臂协作机器人操作演示。制图:张芳曼
在最近举行的2018世界机器人大会上，机器人前沿技术和产业发展话题引起社会关注。我国机器人产业现状如何？呈现出哪些趋势和特点？还有什么发展短板？应当怎样抓住下一代机器人发展机遇？围绕这些问题，本版推出“机器人产业观察”上下篇，供相关方面和广大读者参考。
——编者
工业机器人、服务机器人、特种机器人发展较快，应用场景不断丰富
与消费者所说的机器人不同，行业内一般将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。工业机器人主要从事焊接、搬运、码垛、包装等，服务机器人则在教育、医疗、金融、物流等领域提供服务，特种机器人的优势是能在应急救援等高危环境下工作。
在2018世界机器人大会上，中国电子学会发布的《2018中国机器人产业发展报告》（以下简称《报告》）显示，2018年全球机器人市场规模将达到298.2亿美元，其中工业机器人占将近六成。
汽车制造、金属制品加工和电子是工业机器人传统的应用领域，近年来随着工业机器人技术和工艺日趋成熟，应用逐渐向家具家电、五金卫浴、食品饮料等领域延伸。
“过去工业机器人的应用主要集中在汽车制造这样的高端产业，如今已经涉及国民经济39个行业大类和110个行业中类，足够大的应用领域是机器人技术发展的市场基础。”新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎说。
在2018世界机器人大会展厅，一家公司推出的全球首款五星级服务接待机器人引来不少观众围观体验。工作人员介绍，这款机器人融合了先进的人脸识别、语言识别、室内导航等智能感知系统，可以完成前台接待、自动巡逻、拍照合影等服务功能。
相比工业机器人，服务机器人近年来发展较快。专家表示，这主要是由于人工智能的发展，语音理解、视觉识别的嵌入让服务机器人更“聪明”了。服务机器人将是机器人未来的热点，这其中养老型服务机器人需求较大，而以康复机器人、早教机器人、跳舞机器人等为代表的家用服务型机器人也正在兴起。
起飞重量可达到3吨，续航时间达到30小时，最大航速可达到300公里/小时……这是中航智在大会上展出的无人机T333，它是目前我国最重的一款无人直升机，也是世界上所有直升机中续航时间最长的。工作人员介绍，T333可用于灾难救援、线路巡查、地质勘查等人力难以完成的工作。
特殊环境作业的需求助推了特种机器人的迅速发展。《报告》指出，当前特种机器人已经能够完成定位、导航、避障、跟踪、场景感知识别、行为预测等任务。
北京航空航天大学教授王田苗介绍，工业机器人已发展了几十年，当前世界各国依然高度重视，因为它是智能制造的重要基础之一，在万物互联的背景下，能有效带动制造业提质升级。此外，机器人技术衍生的服务机器人，未来还将从社会公共服务领域走进家庭，将广泛影响人们生活。
机器人技术创新主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构展开
机器人技术涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面。当前，机器人基础与前沿技术正在迅猛发展，相关学科在相互交流中加速融合。《报告》指出，目前关于机器人技术创新趋势主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个方面展开。
在大会展厅，国内首台7自由度协作机器人——新松协作机器人引得参观者不停询问。新松机器人工程师陈文介绍，相比传统工业机器人，它更小、更轻也更灵活，同时兼具牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能，适用于布局紧凑、精度要求高的生产线，能够满足精密装配、产品包装、检测等操作需要。
天津市科学学研究所工程师赵绘存说，由于工业机器人应用场景更加多元，特别是近年来工业机器人在电子信息领域的迅猛发展，对机器人的体积、柔性和灵活度提出了更高的要求，工业机器人小型化、轻型化、柔性化已经成为一个重要的趋势。
“机器人的应用领域逐渐由搬运、焊接、装配等操作型任务向加工型任务拓展，因此，人机协作正成为工业机器人研发的重要方向。”陈文表示，人机协作将人的认知能力与机器人的效率结合在一起，从而使人可以安全、简便地使用机器人。
服务机器人与人们的生活联系将更紧密。专家介绍，服务机器人正在从感知智能向认知智能加速迈进，并已经在深度学习、抗干扰感知识别、自然语言理解等方面取得了明显的进步。
赵绘存说，机器人发展必将经历一个“智能+”的迭代过程，随着人工智能、大数据等技术与机器人的深度融合，机器人的“智商”将越来越高，将真正实现由“机器”向“机器人”的重大转变。
宁波GQY视讯股份有限公司市场部经理张余萍说，服务机器人将人从简单导航、解说等工作中解放出来，但当前对网络状况的要求比较高，离实现真正的人工智能还有很长一段距离。
“人工智能和互联网技术的发展，将为机器人提供强大的‘后脑’，进一步提升其智能水平。”中国工程院院士王天然向记者描绘了这样的前景：随着材料科学的发展，未来可以用人造肌肉等制成“软体机器人”；与脑科学结合，可以使机器人的一些行为直接受控于人；与生命科学的结合，将产生类生命机器人。
但专家同时表示，相比于人，目前机器人仍有着很大的局限性。美国机器人工业协会主席杰夫·伯恩斯坦认为，机器人发展当前面临三个技术问题：一是现在机器人抓取能力还非常薄弱，如果不通过长期的训练，机器人很难在众多物件中抓取到你所需要的物件；二是机器人视觉还有缺陷，人类可以清晰地看到面前的一切，但是机器人很难真正进行精确的人脸识别；三是机器人移动性受限，因为大部分机器人还是在固定环境下工作，很难让机器人准确并且安全地爬楼梯，以及在一些不平整的平面或区域内活动。
我国正从机器人应用大国迈向创新大国
我国机器人产业发展现状如何？
专家表示，我国拥有较为完整的机器人产业链条，近年来，随着机器人相关技术水平的提升，我国正从机器人应用大国迈向创新大国。不少科技企业进入机器人领域，进一步拓展了机器人的应用。
赵绘存介绍，虽然与国际先进水平相比还有不小差距，但如今我国机器人产业发展正呈现加快向中高端转型的趋势，国内厂商攻克了减速机、控制系统、伺服电机等关键核心零部件的部分难题，机器人产品的国产化率逐步提升。
以减速器为例，深圳大族激光开发的谐波减速器实现了定制化生产，精度与国际品牌相当；苏州绿的公司谐波减速器完成了2万小时的精度寿命测试，大大超出了国际机器人精度寿命6000小时的标准。
在特种机器人上，我国也取得持续突破，在特种无人机、水下机器人、搜救机器人等领域逐渐形成了一批具有核心竞争力的产品。例如，中国电子科技集团公司成功研发了固定翼无人机智能集群系统；株洲中车时代电气股份有限公司研制出世界上最大吨位深水挖沟犁，填补了我国深海机器人装备制造领域空白。
“智能+机器人”成为机器人产业的新趋势，也是推进服务机器人发展的重要基础。专家表示，在语音识别、图像识别等技术应用上，我国机器人产业基本与国际先进水平同步。《报告》显示，我国在人工智能领域技术的专利申请数量较多，特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长。与此同时，我国在多模态人机交互技术、仿生材料与结构、模块化自重构技术等方面也取得了一定进展，提升了我国在智能机器人领域的技术水平。
“当前服务机器人市场处于形成期向活跃期转型的关键阶段，主导型的商业模式尚未形成，整体的技术壁垒相对较低，同时我国市场比较大，智能化应用活跃，有望助推服务机器人在消费级市场的快速发展。”赵绘存建议，目前在服务机器人领域还没有全球性的领军企业，行业集中度不高，我国企业需要找准特定应用场景，精准突破，从而占得发展先机。
+1【纠错】责任编辑：唐斓科学网—当机器智能超越人类……
当机器智能超越人类……
■尹传红
春节前后，网络和微信上有一篇长达3万余字的译文在流传，文章的标题是《为什么有很多名人让人们警惕人工智能？》。篇首有这样一段话：“人工智能很可能导致人类的永生或者灭绝，而这一切很可能在我们的有生之年发生。上面这句话不是危言耸听，请耐心地看完本文再发表意见。”
文中称，史蒂芬·霍金、比尔·盖茨等著名人士都发出了警告：如果智能机器缺乏监管，人类将迎来一个黑暗的未来。而美国特斯拉汽车公司首席执行官埃隆·马斯克则说：人工智能可能是我们面临的最大灭绝风险，创造人工智能犹如召唤一只恶魔。他预计“一些极为危险的事情即将发生”，最快将在5年内。
无机生命（机器）会发展出与有机体类似的生存和竞争意志吗？有朝一日当机器智能超越人类并不受人类控制时，我们将会遇到什么危险？类似这样的话题或场景，我们常常在科幻小说和科幻电影中遇到。近年来，也有越来越多的图书涉及。
较早出现也较有影响的是《机器的征途——为什么机器人将统治世界》一书（[英]凯文·渥维克著，内蒙古人民出版社，1998），作者系英国雷丁大学教授、控制论与机器人研究专家。全书着眼于描述机器已发展得比人类更聪明的未来时代，并展示了第一批能够学习、互相交流和自我设计程序的机器人。作者感慨技术变革之快，恐怕将使得事物发展的结果非我们所愿意看到，甚至不能掌控。他断言：“在2050年，我们人类为机器所驱使，必须做机器规定我们做的事情……”
而随后出现的《制脑者：创造堪与人脑匹敌的智能》一书（［美］戴维·弗里德曼著，三联书店，2001），倒没有什么悲观的色调。全书梳理了人类不断认识自身智能的历程和人工智能概念的源流，展示了人类创造人工智能所取得的一些里程碑式的成果。其中有：给机器上装上“大脑”；让机器人具有脑电波并具有不规则的思维活动；创造出一种新的电脑芯片，具有大脑细胞的功能……
机器智能超越人类时的梦魇，随着《灵魂机器的时代：当计算机超过人类智能时》（[美]雷·库兹韦尔著，上海译文出版社，2002）一书的出版，又一次萦绕在人们心头。该书出版于1999年，作者系美国著名的发明家和思想家，在书中他做出了惊人的预言：到21世纪初，地球上将出现一种足以与人类智能抗衡的新型智能，最终它将远远超过人类的智能。
库兹韦尔还想象，将来的类人智能体也能够拥有像意识、情绪这样的特质。
2005年，《奇点临近：2045年，当计算机智能超越人类》（［美］雷·库兹韦尔著，机械工业出版社，2013）一书问世，并成为当年美国最畅销非小说类图书和亚马逊最佳科学图书。此书更为系统、全面地表达了库兹韦尔预测人工智能和科技未来的观点。特别是对“奇点”的概念和涵义进行了详细的阐释。他还预测了机器智能赶超人类智能之各个方面后发展的下一阶段：人类与机器的联合，即嵌入我们大脑的知识和技巧将与我们创造的容量更大、速度更快、知识分享能力更强的智能相结合。这种融合便是奇点的本质。
库兹韦尔的预言和观点在被广为传播的同时，也引起了极大的争议，乃至强烈的质疑。但库兹韦尔坚信自己的论断言之成理，一种“深刻的变化”必然会发生。而他所构想出的关于科技进化的理论——“加速回归理论”，能够解释为什么在宇宙的总体进化中，技术和进化将以指数的速度向前推移。这也贯穿着在过去的30年里他逐渐认识到的“一个重要的基本思想”：改变世界的思想力量其本身也正在加速。换句话说，并不只是科技在飞速地发展，“发展”本身也在不断地跃进。
人工智能机器的潜在智能是真实且巨大的——将是人类的万亿个万亿倍。或迟或早，科学会产生一种和人类一样运作的人工生命形式。人工智能问题（或者说物种支配问题）将主宰新世纪的全球政治。果真如此的话，那将是人类历史上最大的灾难，因为再也没有历史了，再也没有人类了。这是《智能简史——谁会替代人类成为主导物种》（［美］雨果·德·加里斯著，清华大学出版社，2007）一书所表述的主要观点，其作者是用这样一句短语结束了本书：“我们是在制造上帝，还是在制造我们潜在的敌人？”
德·加里斯坦言他所从事的工作几乎让他精神分裂，并且带着很大的负罪感，“因为我认为我的工作就是问题的一部分。”凯文·渥维克在为《智能简史》一书所写的推荐序中则写道：“几十年后，如果德·加里斯关于‘物种主导问题将在本世纪主导全球政治’的言论被证实是正确的话，那么他将是21世纪最主要的思想家之一。”
自20世纪40年代计算机被发明出来之后，机器就一直被寄予厚望，人工智能的先驱者们大多数时候都不认为他们的事业可能会存在风险。英国数学家欧文·约翰·古德大概是清晰阐述人工智能未来图景的第一人，早在1965年他就指出：
“我们把超智能机器定义为具备超越所有聪慧人类智能活动的机器。一旦机器设计成为一项智能活动，那么，超智能机器就能设计出更好的机器。毫无疑问，肯定会出现诸如‘智能爆发’这样的局面，人类智能会被远远地甩在后面。因此，第一台超智能机器将是人类制造的最后一台机器。”
目前人工智能方面存在的显著风险，便与前述“智能爆发”相关，所以我们必须以最严肃的态度审视之——《超级智能：路线图、危险性与应对策略》（[英]尼克·波斯特洛姆著，中信出版社，2015）一书如是说。该书诠释了可能出现的超级智能带来的挑战，以及我们应该如何更好地应对。作者认为，这很可能是人类面对的最重要和最可怕的挑战；而且，不管我们成功与否，这大概都是我们将要面对的最后一个挑战。
更重要的一点或许在于，我们再不能以看待过去的视野，去理解必将超越它的事物了。
《中国科学报》(2015-04-03第10版读书)