李允明

凱文老師在上次討論中提出了“機(jī)器人是機(jī)器，不是人；但機(jī)器人是不同于一般機(jī)器的機(jī)器”。這一精辟的論點(diǎn)使機(jī)器人興趣小組的同學(xué)們更提高了對于機(jī)器人的興趣。愛刨根問底的湯姆這幾天一直在想：既然機(jī)器人不是人，但人又千方百計(jì)地把機(jī)器人制造得像人一樣，并能夠像人一樣工作，那么，機(jī)器人和人到底有些什么不同?怎樣可以縮小機(jī)器人和人的差別？帶著滿腦子的問題，在興趣小組活動時湯姆又帶頭向凱文老師提問了。

湯姆：上一次你給我們講了機(jī)器人是機(jī)器，不是人。那么，機(jī)器人和人到底有些什么不同之處呢？

凱文老師：以前我們講過機(jī)器人比人在體能上更強(qiáng)大。人們制造機(jī)器人是為了取代人的工作。機(jī)器人的機(jī)器特點(diǎn)決定了只要需要，我們可以把機(jī)器人造得比人更強(qiáng)壯、更快速、更精密和更吃苦耐勞。從這個意義上講，機(jī)器人是優(yōu)于人的。人們將機(jī)器設(shè)計(jì)得精密、快速，或有很大的力量，或有持久的壽命，這本是眾所周知的事實(shí)；但是同樣也是機(jī)器的機(jī)器人的強(qiáng)壯、快速、精密和吃苦耐勞卻往往使我們感到驚奇和詫異。也許這是因?yàn)槲覀兊臐撘庾R中還是把機(jī)器人當(dāng)作人，忘不了把機(jī)器人與人的體能類比吧。

安妮：上次你也給我們講了電腦和人腦的差異決定了機(jī)器人不可能是人，你能給我們仔細(xì)講講這點(diǎn)嗎？

凱文老師：好的，機(jī)器人不如人的地方很多。但最重要的差別在于機(jī)器人的思維能力還不如一般動物，更不具有人的高級思維。這要從電腦和人腦的功能和結(jié)構(gòu)說起。

人們當(dāng)初設(shè)計(jì)電腦是為了獲得一個強(qiáng)有力的計(jì)算工具。這個目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了，電腦的數(shù)據(jù)計(jì)算和邏輯運(yùn)算能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人的能力，運(yùn)算的精度和存儲的可靠性也是人所望塵莫及的，并且，這些能力還在不斷迅速發(fā)展中。但是，當(dāng)計(jì)算機(jī)科學(xué)家企圖用人工智能在電腦上模擬人的智能活動時，卻發(fā)現(xiàn)花了幾十年的努力，尚不能取得滿意的進(jìn)展。這在根本上是由于電腦和人腦的結(jié)構(gòu)不同所造成的。電腦是高速串行運(yùn)算的數(shù)值計(jì)算機(jī)。而我們對大腦所知甚少，科學(xué)家只大致了解了人的各種功能由大腦哪些部位來控制，也搞清楚了大腦細(xì)胞的工作方式是并行的。但對天量的腦細(xì)胞如何協(xié)同工作，如何完成腦的各種機(jī)能等許多問題的研究還處于初級階段。可以說對于人腦的研究是人類未來最大的挑戰(zhàn)之一。簡單地說，電腦和大腦無論在結(jié)構(gòu)或者工作方式上都是完全不同的，期待電腦可以有大腦同樣的功能在可見的將來也是不現(xiàn)實(shí)的。但電腦還在不斷發(fā)展中，電腦功能的增強(qiáng)也是沒有止境的。

杰克：這可是個好大的研究課題?。?/p>

凱文老師：是的。我們還是回過頭來先看看作為機(jī)器人思維的人工智能所達(dá)到的水平吧。人的思維能力包含有感知力、觀察力、記憶力、想象力、創(chuàng)造力、抽象思維能力和邏輯推理能力，其中以抽象思維能力為核心。電腦的想象力、創(chuàng)造力、抽象思維能力很差。如果配備了一些硬件（傳感器），它可以有一定的感知力，但在將傳感器感知的數(shù)據(jù)變換成對事物的理解上（觀察力）面臨巨大的困難。在人幫助電腦將概念或現(xiàn)象表示為特征的情況下，電腦才能有良好的邏輯推理能力和極強(qiáng)的記憶力。

湯姆：這樣說來，機(jī)器人很難脫離人獨(dú)立工作了！

凱文老師：至少在目前是這樣。我們再舉一個非常簡單的觀察力的例子來比較機(jī)器人和人的能力。3歲的兒童可以方便地區(qū)分狗和貓。哪怕是小狗比貓小，狗和貓長著相似的皮毛也沒有任何辨識的困難。我們相信狗和貓自身也具有這樣的能力。但電腦就不一樣，人們必須教會電腦如何區(qū)分狗和貓，電腦才可以開始工作。動物與人由于世代相傳具有了識別狗和貓的能力，而電腦是按照特征來進(jìn)行識別的，我們尚無法將自己識別狗和貓的能力歸納為狗和貓的特征去教會電腦。杰克，你善于編程，你能夠編出一個區(qū)分貓與狗的程序嗎？

杰克：這個任務(wù)的確不同于我以往做過的任何工作，我還真不知道如何下手呢！老師，除了智能上的差異，機(jī)器人還有哪些地方不如人？

凱文老師：還有很多差別。我只講一點(diǎn)。人是靠肌肉收縮而動作的。由于人造肌肉的研制還沒有取得突破，機(jī)器人只有靠電動機(jī)來驅(qū)動。用電動機(jī)驅(qū)動單自由度的關(guān)節(jié)（肘關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)）還可以，但在驅(qū)動三自由度的球關(guān)節(jié)（肩關(guān)節(jié)，髖關(guān)節(jié)）時遇到了問題。電動機(jī)體積大，不可能像人的肌肉那樣安置在骨骼的周圍。為了獲得三個方向的運(yùn)動，只有把三個電動機(jī)串行排列在肩關(guān)節(jié)（或髖關(guān)節(jié)）附近，相當(dāng)于三個單自由度的關(guān)節(jié)串行排列，其結(jié)果是機(jī)器人的肩（或髖）三個關(guān)節(jié)的中心線并不交于一點(diǎn)，肩（或髖）動作時給人造成怪異的感覺。此外，人的手部有許多小關(guān)節(jié)，動作很精細(xì)。大多數(shù)機(jī)器人的手部都簡化成只有一個自由度開合，動作笨拙，這種單自由度的手部還是叫夾持器比叫手更恰當(dāng)些。雖然存在這些問題，但我相信隨著人造肌肉的研制成功，都會得到解決，而且肯定在解決智能問題之前。