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| 本文作者： 孫宇 | 2017-01-03 11:23 |
雷鋒網(wǎng)按：作者孫宇，南佛羅里達(dá)大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授、IEEE RAS機(jī)器臂抓取和操作技術(shù)委員會(huì)的始創(chuàng)主席。本文系雷鋒網(wǎng)獨(dú)家文章。
（via：img0.tech2ipo)
在2016年11月30日的NRI PI會(huì)議上，Reid Simmons（一個(gè)新到任的NSF負(fù)者機(jī)器人官員 ）給我們介紹了新宣布的NRI-2.0。這是個(gè)新的專項(xiàng)計(jì)劃，它的第一次申請(qǐng)的截止時(shí)間是2017年的二月二號(hào)。會(huì)后，我更好地了解了這個(gè)NSF引導(dǎo)的新趨勢(shì)。這里我來(lái)講述一下我的理解。
這個(gè)新計(jì)劃側(cè)重于無(wú)所不在的協(xié)作機(jī)器人。
“無(wú)處不在”隨著智能手機(jī)的成功開(kāi)始成為一個(gè)很受歡迎的詞。我們的智能手機(jī)中有各種各樣的傳感器，智能家居里也有很多的傳感器。而我們整天人不離機(jī)。手腕子上還戴的智能手表，睡覺(jué)也不脫下來(lái)。所以我們生活在一個(gè)傳感器無(wú)處不在，無(wú)時(shí)不在的世界里。 現(xiàn)在，這個(gè)計(jì)劃要推動(dòng)無(wú)所不在和無(wú)時(shí)不在的動(dòng)器人。所以，在未來(lái)，每個(gè)人都有一個(gè)房子，一輛汽車，一臺(tái)電腦，一部智能手機(jī)和一個(gè)機(jī)器人。
在某種意義上，機(jī)器人已經(jīng)在很多的地方了。但在許多領(lǐng)域中，它們沒(méi)有滲透到像工廠那么深入。我們還是經(jīng)常在這里或那里看到機(jī)器人。我們可能看到機(jī)器人在醫(yī)院，農(nóng)場(chǎng)，礦山甚至火星上工作。但它們?nèi)匀缓芎币?jiàn)。當(dāng)它們?cè)谖覀兊募依锕ぷ鲿r(shí)，它們通常是以偽裝的形式，如洗衣機(jī)和烘干機(jī)，洗碗機(jī)和Roomba。我們還沒(méi)有看到一個(gè)功能齊全的機(jī)器人管家，能夠在日常生活活動(dòng)中幫助，照顧我們，特別是老年人和殘疾人 。
即使工廠也可以使用比現(xiàn)在更安全的機(jī)器人，從而使人類工人和機(jī)器人可以一起工作，沒(méi)有隔離。我們應(yīng)該看到，如果人和機(jī)器人組成團(tuán)隊(duì)，協(xié)調(diào)合作，會(huì)更有效率地完成任務(wù)。
因此，NSF計(jì)劃每年向NRI-2.0 投入3000至4500萬(wàn)美元，以支持40-70個(gè)項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
可擴(kuò)展性包括以下問(wèn)題：
1.多個(gè)代理(agent)（人和機(jī)器人）如何進(jìn)行交互和協(xié)作，以使其更有效。
2.如何使機(jī)器人廣泛適用于不同的設(shè)置和環(huán)境中。這是和專門化對(duì)應(yīng)的廣泛通用性問(wèn)題。
3.如何使用在線信息或來(lái)自其它機(jī)器人的信息來(lái)更好的學(xué)習(xí)
4.硬件和軟件如何可擴(kuò)展。 形成的更復(fù)雜的系統(tǒng)依然可靠。
連接性涉及以下問(wèn)題：
1.進(jìn)行人機(jī)聯(lián)接通訊（“舊”NRI里也有）
2.與其它機(jī)器人分享學(xué)習(xí)成果，
3.共享傳感器信息 — 從其它機(jī)器人的或者環(huán)境的傳感器得來(lái)的。
4. 共享規(guī)劃
該計(jì)劃還鼓勵(lì)發(fā)展重視這一方向的教育課程，以及學(xué)校與行業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的合作。
為了更好地說(shuō)明，這里舉個(gè)例子。如果你現(xiàn)在在工作，環(huán)顧一下四周?，F(xiàn)在想一想如果一半的同事決定辭去他們的工作，追求他們成為藝術(shù)家的夢(mèng)想，而很多機(jī)器人被雇用來(lái)與你合作，你的工作會(huì)發(fā)生什么變化？你將需要不僅與人，而且與機(jī)器人協(xié)調(diào)。這對(duì)你來(lái)說(shuō)并不陌生，因?yàn)槟阋郧笆褂眠^(guò)電腦和某些類型的機(jī)器。機(jī)器人是計(jì)算機(jī)和機(jī)器的集成。通過(guò)一段時(shí)間，你會(huì)學(xué)會(huì)如何應(yīng)付這些機(jī)器人，當(dāng)機(jī)器人手臂砸向你的頭部時(shí)，你會(huì)學(xué)會(huì)躲閃。如果機(jī)器人很聰明，你很快學(xué)會(huì)和機(jī)器人共處，你會(huì)很高興與它們合作。如果它們真的很蠢，你可能會(huì)完全忽視它們，把它們涼到一邊， 試圖自己完成所有的工作 。
在與人類同事的一起工作時(shí)，智能機(jī)器人不僅應(yīng)該了解它應(yīng)該做什么，而且還應(yīng)該了解 同事正在做什么。它應(yīng)該有宏觀大局感，什么正在進(jìn)行中，誰(shuí)在做什么，誰(shuí)需要幫助，以及如何去幫助。機(jī)器人不僅需要對(duì)任務(wù)有深刻的理解，和知道同事們現(xiàn)在在做什么，想什么，還應(yīng)該可以預(yù)測(cè)他們接下來(lái)會(huì)做什么，想什么。
當(dāng)有多個(gè)機(jī)器人和人類工作者時(shí)，事情變得更加有趣。機(jī)器人之間會(huì)有通信。它們可以非常有效地共享數(shù)據(jù)，感知信息和學(xué)習(xí)結(jié)果。它們可以共同計(jì)劃和協(xié)調(diào)行動(dòng)。無(wú)處不在的多個(gè)協(xié)作機(jī)器人會(huì)比單個(gè)協(xié)作機(jī)器人更容易理解事物情況和人類行為，因?yàn)椴辉诘亩鄠€(gè)協(xié)作機(jī)器人有更好更全面的感知，并可以放大它們的力量。
對(duì)于不同工作場(chǎng)所 。機(jī)器人們應(yīng)該像人類一樣能夠快速適應(yīng)新的環(huán)境，而無(wú)需任何特殊的編程。機(jī)器人的軟件和硬件應(yīng)允許它們承擔(dān)各種任務(wù)，與不同的人合作，并在不同的環(huán)境和條件下生存。
不難想象，無(wú)處不在的協(xié)作機(jī)器人的出現(xiàn)將觸發(fā)更多人類的積極的和恐懼的感覺(jué)。與機(jī)器人共存將提出新的倫理和法律問(wèn)題。我們需要預(yù)測(cè)和理解新的人類 - 機(jī)器人社會(huì)的復(fù)雜性。在發(fā)展技術(shù)的同時(shí)，我們應(yīng)該引導(dǎo)機(jī)器人技術(shù)增加每個(gè)人的財(cái)富，提高每個(gè)人的生活質(zhì)量，防止社會(huì)不平等。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該計(jì)劃列出了一些重要的技術(shù)問(wèn)題，應(yīng)該加以解決：
協(xié)作問(wèn)題
協(xié)調(diào)和協(xié)調(diào)所有代理(agent)：人類和機(jī)器人。
多個(gè)機(jī)器人應(yīng)該可以分布式方式感知，學(xué)習(xí)，計(jì)劃和行動(dòng)。
機(jī)器人可以學(xué)習(xí)自己的經(jīng)驗(yàn)，其它機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)，和人類的和互聯(lián)網(wǎng)獲得的知識(shí)。
機(jī)器人應(yīng)該分享它們的知識(shí)和學(xué)習(xí)成果。
交流問(wèn)題
人機(jī)溝通應(yīng)該是順利和有效的，不需要人類太多的學(xué)習(xí)就可以掌握如何同機(jī)器人交流。
交流應(yīng)該包括語(yǔ)音語(yǔ)言和肢體語(yǔ)言。
機(jī)器人應(yīng)該能夠理解和預(yù)測(cè)人們的行為。
機(jī)器人應(yīng)該能夠讀取人們的精神狀態(tài)，例如一個(gè)人是快樂(lè)，還是悲傷或憤怒。
機(jī)器人應(yīng)該能夠與人類建立一種值得信賴的關(guān)系。
可擴(kuò)展性問(wèn)題
軟件和硬件應(yīng)該是廣泛通用的。它們可以在不同的情況下工作 。
它們應(yīng)該是可擴(kuò)展的，例如可組合的，可集成的。兩個(gè)機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)的軟件應(yīng)該不用任何改變就可以給200個(gè)機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)使用。
數(shù)據(jù)共享也應(yīng)該是可擴(kuò)展的。
物理安全問(wèn)題
機(jī)器人與人合作，應(yīng)該能夠安全的與人類有身體接觸 。
它們應(yīng)該是安全的。軟機(jī)器人可以更安全。但是一個(gè)軟的機(jī)器人仍然可以使人窒息。
機(jī)器人可能需要很多的傳感器來(lái)精確監(jiān)測(cè)它們的狀態(tài)以確保安全。
其他的問(wèn)題
易于使用的操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言將會(huì)吸引更多的人還接觸機(jī)器人技術(shù)，如果不需要多少的培訓(xùn)學(xué)習(xí)就可以設(shè)計(jì)制作機(jī)器人，編程給它智能，能參與到機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的人力就會(huì)更大，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展就會(huì)更快，更貼近需要。同時(shí)要發(fā)展共享的機(jī)器人平臺(tái)，軟件，和數(shù)據(jù)，它們對(duì)于測(cè)試技術(shù)，比較結(jié)果和評(píng)估非常有用。
｜看到一些工業(yè)界沒(méi)有看到的問(wèn)題
這幾十年來(lái)，我們并不缺乏對(duì)機(jī)器人給人類世界和社會(huì)帶來(lái)各種影響的猜測(cè)，從經(jīng)濟(jì)，倫理，道德，法律等方方面面。有些猜測(cè)是很鼓舞人心的，還有很多是很可怕的。它們都發(fā)人深思。隨著機(jī)器人和人工智能技術(shù)的發(fā)展，這些猜測(cè)離我們愈來(lái)愈近。我們卻還沒(méi)有開(kāi)始對(duì)機(jī)器人給人類帶來(lái)的各種可能影響進(jìn)行深入系統(tǒng)科學(xué)的研究。希望這個(gè)NSF計(jì)劃將支持一些這方面的項(xiàng)目，提供令人信服的答案，科學(xué)的估量機(jī)器人對(duì)社會(huì)的影響是什么，以及如何促進(jìn)積極的影響和防止危險(xiǎn)的后果。
該計(jì)劃將支持兩種類型的研究項(xiàng)目。一個(gè)是基礎(chǔ)的，另一個(gè)是綜合的。基礎(chǔ)項(xiàng)目將側(cè)重于一個(gè)或兩個(gè)對(duì)協(xié)作機(jī)器人團(tuán)隊(duì)的發(fā)展很重要的技術(shù)。每個(gè)項(xiàng)目的資金是三年35萬(wàn)美元到75萬(wàn)美元不等。綜合項(xiàng)目是通過(guò)集成多種技術(shù)并將其應(yīng)用于真實(shí)環(huán)境中的真實(shí)平臺(tái)來(lái)解決一個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題。每個(gè)項(xiàng)目的資金是四年從五十萬(wàn)美元到150萬(wàn)美元 。
我可以看到NRI 2.0從舊NRI的演變 。
隨著自動(dòng)駕駛車（AV）的涌動(dòng)，駕駛員和自動(dòng)駕駛車之間的協(xié)作機(jī)器人關(guān)系及其技術(shù)挑戰(zhàn)已經(jīng)在工業(yè)中被充分的認(rèn)識(shí)到了，并研究了多年。
NSF希望保持理念的領(lǐng)先，可以看到一些工業(yè)界沒(méi)有看到的問(wèn)題。例如，許多自動(dòng)駕駛車和許多普通人駕駛的常規(guī)車輛同時(shí)在路上行駛 。多個(gè)自動(dòng)駕駛車如何共享感知能力，數(shù)據(jù)，規(guī)劃，行動(dòng)和與人類駕駛員的溝通。如果處理好了，可以顯著提高交通系統(tǒng)的安全性。我本人對(duì)分布式機(jī)器人沒(méi)有特別關(guān)注。但是，我可以理解在人機(jī)合作場(chǎng)景中多個(gè)機(jī)器人協(xié)同會(huì)比單個(gè)機(jī)器人更強(qiáng)大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
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