全球人工智能与机器人峰会 CCF-GAIR 2019
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AIR 006 | 中国工程院徐扬生院士:智能机器人的问题与思考

导语:香港中文大学(深圳)校长、中国工程院院士、机器人及智能系统专家徐扬生展示了机器人智能化的技术路径、历史沿革与应用案例。

AIR 006 | 中国工程院徐扬生院士:智能机器人的问题与思考

我们对人工智能机器人的智能程度的追求是其对世界的主动认知能力,目前人类对于人工智能的研究正从感知到认知的进步当中,那么,目前我们对感知能力的研究又到了哪一个阶段呢?在通向的目标的路上我们还需要思考哪些问题?在人工智能与机器人峰会上,香港中文大学(深圳)校长、中国工程院院士、机器人及智能系统专家徐扬生展示了机器人智能化的技术路径、历史沿革与应用案例。

徐院士表示,现代化的所有革新和进步都是围绕人体肉体的解放,比如机器人代替人类劳作。但心灵与大脑的解放其实更重要。智能革命应该围绕心脑革命,智能时代会到来,但还早。机器人要像PC一样走向千家万户,那时才进入了人工智能时代。

虽然自己从事机器人研究领域30多年,也做出了许多成果,可是连我自己也不知道这些成果在实际生活中到底有什么用,但他相信这些研究的技术积累在未来一定会产生很大的积极作用。

AIR 006 | 中国工程院徐扬生院士:智能机器人的问题与思考

徐院士提出,机器人要向自然学习。但是,至于机器人系统要不要有“人”、动态机器人(跑步和骑自行车的机器人)的未来发展如何,这还是我们需要不断研究的问题。

机器人三要素

  • 感知

  • 认知

  • 动作

对于机器人,我们把它定义成主要由这三个要素组合成的东西:一个称之为感知,一个称之为认知,一个称之为动作。风冷不冷?这是感知。风冷的话,要不要加衣服?加哪件衣服呢?这是认知——做决策,做判断,做控制的部分。真的要加衣服,怎么穿?这叫动作。

  • 在机器人前面50年的历史发展当中,80%以上的精力都放在动作部分,人类还没有这个能力做前面两项要素。

  • 而最近15年之间,有些人比较关注第二个认知问题,包括神经网络等都由此开始。

  • 感知是大家最后获得的东西,也恰恰是最重要的东西。

“我一共研制了四五十个机器人”

我大概自己研制了四五十个机器人,大的机器人大概跟这个房子差不多大,小的甚至可以放到血管里执行任务。接下来给大家看一看,并分享研发机器人当中会有些什么问题——有些我们已经解决了,有些还没有解决;第二个跟大家讲在机器人发展过程中有一些什么问题——我自己的感觉,这些问题都是我自己想的,这些问题是我的问题,可能不是你的问题,但至少我跟大家分享我的问题是在哪里;最后就是我的思考跟建议,跟大家分享,也许有些作用。

  • 借鉴毛毛虫的爬树机器人

前四五年我做的是一个爬树的机器人。它所有的树上都可以爬,粗的树可以爬,细的树也可以爬,竹子上也可以爬,光滑的表面都可以爬,往上爬往下爬都可以。

粗的照样可以爬——它是借鉴毛毛虫的概念。如何实现有效的可靠的攀爬?爬树手掌很重要,又要有效,有效就是又要爬得快,爬得快又要有效,这很难做得到,我们做到了。

是否需要带传感器?带上有什么好处,有什么坏处?

自动攀爬可不可以做?让它攀爬,不告诉它怎么爬?

上面两个解决了,下面那个解决了一半,还没有全部解决。有什么应用背景?做出来到底有什么用?我告诉你我自己也不知道有什么用,做研究的东西很多情况之下是自己不知道的,我做的机器人至少30多个,当中一半是不知道到底做出来有什么用,我跟你们说真话。有没有用是做出来以后再看的。

  • 给小狗小猫做的宠物机器人

这是宠物的机器人,大家看一下,给小狗小猫做的。我们出差两三天不在家,怎么护理宠物?我们放个机器人,可以跟宠物做陪伴,还可以知道它要吃什么,这是非常好的。我们这个实验在香港做。一开始时,通过手机,主人可以跟宠物说话,但它看不到,它会乱叫,香港的动物协说这是虐待宠物,到最后起诉这个事情。

这个是很有用的。问题在哪里?人跟宠物怎么互动,怎么跟踪?这件事在人工机器人里面也是很大的问题。能不能听懂一些动物的呼叫?这件事不容易,我大概在十年前开始做的,雇了一个学生,从哈工大来的,来了以后做了半年以后,什么也没做出来,到最后这个领域基本上停下来了。

我觉得人跟动物交互是非常重要的。大概在25年前,我在美国,当时人民日报海外版一个消息说:四川北部山区一个农民能够听得懂54种鸟的叫声,鸟叫的时候他就知道大概什么意思。所以这个人他把他儿子带到山上去,带到山上去以后儿子很寂寞,感觉这件事不能做,两个月以后就下来了,过了几个月以后这个老人就下来了,我当时看到这个报道里面觉得非常悲哀,我觉得这就失传了。我有时候下乡,我知道有些农民能听懂动物的呼叫,我觉得这是非常有意义的事情。动物需要什么样的伴侣?人需要伴侣,但是动物需要什么样的伴侣你知道吗?机器人自身的能源、食物供给、控制问题,这也是我们考虑的,这些问题有些解决了,有些还没有。

  • 爬衣服的机器人

这个爬衣服的机器人,是人类历史上第一个能在软性东西上攀爬的机器人。这个我也不知道能干什么。你可以做什么用呢?你可以想想看。如何实现柔性物质上的攀爬,而不破坏柔性物质的整体,我觉得是蛮有趣的事情。

在柔性物体上的机器人规划应该怎么样,我没有看到任何这样的文章。如何保护衣服的表面?同时机器人能够走?应用背景到底在哪里?都不清楚。所以这是跟大家分享一下,我们在做的一些机器人。

  • 写书法的机器人

有些朋友知道我比较喜欢写书法,现在我要叫一个机器人来写书法——下面看看写书法的机器人。它能够学任何人的书法,你叫它怎么写它就怎么写。那下面一个问题就出来了:它能不能在你的基础上提高一点,做点创新在里面?有些时候可以,有些时候不可以——大多数情况之下不可以。

这个学的是米芾的书法。能不能学习一种书法?线型的产生是怎么学习的?这件事情很漂亮,做了大概三年,做了点工作,但是没完全做好,能不能猜古代的一些字?这里有一个很重要的问题。

如何判断书法的水平、模仿的水平?书法的水平跟模仿的水平是完全不同的两件事情。比如说我学习大洋的字,模仿是大洋写的字我写的最准,这叫模仿的水平,这跟书法的水平是两回事。书法的水平是这个字好不好,这两件事情是完全不同的,现在很多人把这两件事混在一起去想。能不能做原创的东西?机器人现在能够做到什么?比如很简单,高院士、樊院士它出来的字有点既像高院士又像樊院士。

  • 家庭交互机器人

再看看最后一个机器人,这是一个交互机器人,能够陪伴老人。敲它一下,告诉它醒了,然后你拍它马屁,对它好点,它也能学,它能够陪你说话、跳舞、唱歌、打牌、下棋,都可以。打牌的时候,它可以比你的水平稍微好一点点,也让你赢几盘,也让你输几盘。你老是输的话他不高兴,老是赢的话也不高兴,所以这是一个交互的机器人。

交互什么意思?就是要了解老人的智能程度跟喜好,老人的智能程度是不一样的。我上面有四个老人,现在刚刚走了两个,所以我知道老人的智能程度是一点点在变化,而且变化蛮明显的。所以,如果老人比较机灵一点,那你也应该让它机灵点。

老人需要怎样的伴侣?我发现所有现在做这些事情的人都是年轻人,老人其实不在意,你的那些东西他一定不在乎,但他在乎的东西你不给他,老人到底在乎什么?好好想想。

交互机器人应该像宠物一点还是应该像人一点?我要给家里人老人做一个机器人,很简单。但你要做一个机器人还是机器猫,老人喜欢什么?没人知道这件事情。如果知道的话,也不知道为什么。最好的交互形式是什么?刚才我们用了模板、手势跟声音,语音很多东西上来都是有机会做这些事情的,这是我做机器人的一些思考。

智能革命

现在跟大家讲第二部分,就是智能革命。

内地中国人很讲革命两个字,我知道,几乎所有现代化的目的是人的肉体解放,改革开放30年走过的都是肉体的解放:越来越先进的机械代替人的肉体劳动——以前是走路的,后来可以坐马车了,现在可以坐汽车,可以坐飞机了。总的来说,是越来越减少的肉体劳动,越来越先进的机械代替人的肉体劳动;越来越先进的医疗技术维护人的肉体运作。

但是,大脑与心灵的解放,远比肉体的解放更重要。

任何一个人的细胞,它大概在两三年之内基本上就换掉了,胃换掉了,皮肤换掉了,鼻子换掉了,骨骼也换掉了。什么东西是不换的?脑的细胞是不换的,心脏的细胞是不换的,所以心脑基本上是不换的。

真正决定你是谁,谁是你的,不是肉体,是心脑。这是人类最基本的东西,所以智能革命是围绕这件事情展开的,智能也好智慧也好,实际上是心脑的解放。

现在大家说人工智能时代到来了,我称之为早熟的人工智能。我要说这个时代真正会不会到来?一定会到来。我是非常看好的,这涉及到千家万户的革命。

大家知道计算机,现在每个人手上都有个手机,这就是计算机。所以计算机走到了千家万户。当时有一个中国人是有帮助的,这个人叫王安。机器人要走到智能,人工智能要走到智能,一定要走到千家万户,不然这个革命是做不起来的。

机器人如何向自然学习?我们知道动物与人类的进化就是与自然学习的过程——人类有语言之前做什么?人类有语言之前是会唱歌的,我们唱歌是怎么出现的?是跟自然学习的过程。大家不要忽略自然的原因。

举个例子,鸟与飞机,人类现在能飞起来了吗?飞机是可以飞起来了,但人类飞起来和坐在飞机上是两回事。不仅在结构上,而且在运动上,提高灵活性,减少能耗。

  • 机器人的智能可扩展性

机器动物跟机器人哪个有意思?下面就是机器人的智能可扩展性。

刚才说,你学了樊院士的字以后可不可以扩展?扩展一点点是可以的,继续扩展呢?包括下棋,现在AlphaGo出来以后还下棋,把棋手的技能能扩展到什么程度?我们大家都知道,学车学得快的人,如果叫他去开飞机也可能会快一点,什么原因?机器人为什么不能做到这一条?扩展的条件是什么?是数据吗?现在大数据有了。这个问题我一点都不知道这件事情到底在哪里,特殊的智能与通用的智能有什么差别?机器人学界这件事情围绕着做了二十几年,通用的智能跟特殊的智能是完全不一样的两回事。

学习的有效性,人的记忆的可扩展性……这都是我在思考的一些问题。机器人的智能功能在哪里?人有分布式智能,你给我一碗水,这杯水是烫的,我马上放掉了。机器人的智能为什么不能分布一点到别的地方去?机器人的智能应该分的是云端的还是分享智能这方面?现在很多人都放到云当中,到底应该怎么考虑这件事情:通讯领域上的问题;安全性与有效性。

  • 机器人设计应该考虑什么?

我们再看看机器人设计应该考虑什么。

大概是15年前我们做空间机器人的时候,我们设计卫星。我们以前设计的卫星是不考虑人的,如果卫星上面有人呢?卫星上面有机器人呢?卫星的设计应该是不一样的。大家看看车跟飞机,它设计的时候就把位置留在那里,这个问题为什么没有人考虑过。机器人为什么不能设计成可随身携带的?比如智能工具,比如我爬上去,你给我设计一个手套我可能爬上去。我大概做了13年,这个有机会再好好讲。

人的功能的扩大化——把皮带、鞋子、眼镜都作为人的智能工具的一部分。这里又讲到:人跟机器人的强项在哪里,人的弱点在哪里,机器人的弱点在哪里。比如我现在给你一个针,你拿着这个针到自己的房间里面去,这件事情对人来说不是那么容易的,但对机器人来说是很容易的。有些是机器人很厉害的,有些是人很厉害的。大家看到AlphaGo赢了,好像人类的智慧受到挑战,我告诉大家不是,人类的强项是在直觉部分、创造部分、想象部分。机器人有吗?直到现在还没有,这是人类伟大的地方。

我们再来看看,康复医疗当中也有很多这样的问题。人是摆在里面的,机器人是一个系统,这个系统应不应该有人,有人跟没有人是完全不一样的。我们再来看看动态机器人的意义在哪里?比如,自行车是动态稳定而静态不稳定的系统,越快越稳,对这样的系统为什么不能做个动态的机器人在里面呢?动态机器人的优势在哪里?比较光滑的地方要有轮式机器人,机器人应该是一只脚还是两只脚还是三只脚?没人跟你讲过。小孩子开始走路之前是会跑的,跑比走的快,所以人类习惯静态,正说明需要动态。

机器人应该像人一样的,机器人既不是动物,也不是人,为什么要像人一样的东西?我把这句话讲完就基本上差不多了,这是我自己的研究。我每天早上在公园里散步在山上,我的家住在山旁边,在龙岗,我说人字旁边一个山字,就是“仙”字,我每天上山,六点钟上山,上山以后遇到一件很重要的事情,所有的植物的头都是朝下,就是根是朝下的,动物的头是平的,人的头是朝上的,为什么会这样?机器人的头应该放在哪里?没人说过这件事情。

我个人的感觉,工业机器人的问题是部分的强调了它的通用性,忽略了它的实用性,人是万能的吗?这些我也以后跟大家交流。

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