□文/張含陽(yáng)

德國(guó)頂尖學(xué)府提出服務(wù)機(jī)器人的事前評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

□文/張含陽(yáng)

近日，三名來(lái)自德國(guó)頂級(jí)理工學(xué)府的科研人員對(duì)服務(wù)機(jī)器人的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，由于目前的服務(wù)機(jī)器人沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化體系，所以，該團(tuán)隊(duì)提出在具體應(yīng)用領(lǐng)域中分析出服務(wù)機(jī)器人的事前評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

自從機(jī)器人技術(shù)誕生以來(lái)，代替人力勞動(dòng)一直是各界關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題之一。從經(jīng)濟(jì)角度看，這一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)，比如說(shuō)機(jī)器人將如何影響勞動(dòng)力市場(chǎng)，以及對(duì)工人們產(chǎn)生的工作過(guò)程的變化。雖然，我們已經(jīng)從工業(yè)機(jī)器人學(xué)到了一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，但是服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域似乎分析得很少。其實(shí)，我們對(duì)服務(wù)機(jī)器人在這些層面的初步了解和提供政策建議的技術(shù)評(píng)估至關(guān)重要。近日，三名來(lái)自德國(guó)頂級(jí)理工學(xué)府的科研人員對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了研究，由于服務(wù)機(jī)器人通常無(wú)法得出結(jié)論，所以該團(tuán)隊(duì)提出了在具體應(yīng)用領(lǐng)域中分析出服務(wù)機(jī)器人的事前評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

該論文描述了兩種學(xué)科手段——（勞動(dòng)）經(jīng)濟(jì)學(xué)和工作科學(xué)，目的是得出關(guān)于服務(wù)機(jī)器人評(píng)估的一些一般性觀察，并概述關(guān)于特定服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)的技術(shù)評(píng)估。從這個(gè)角度看，該論文為服務(wù)機(jī)器人的情境分析提供了重要的參考依據(jù)。

這三位研究者來(lái)自德國(guó)最頂尖的理工學(xué)校“卡爾斯魯厄理工學(xué)院（the Karlsruhe Institute of Technology，KIT）”。

該論文的第一作者是Michael Decker，是卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的技術(shù)評(píng)估和系統(tǒng)分析研究所（ITAS）副主任，他還在位于德國(guó)斯圖加特的德國(guó)航空航天中心（DLR）擔(dān)任首席科學(xué)家。他是德國(guó)技術(shù)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)（NTA）的發(fā)言人，在亥姆霍茲計(jì)劃“技術(shù)、創(chuàng)新和社會(huì)”主題“關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新過(guò)程”的發(fā)言人，德國(guó)工程師協(xié)會(huì)“社會(huì)和技術(shù)”咨詢委員會(huì)主席（VDI），以及德國(guó)聯(lián)邦教育和科學(xué)部“創(chuàng)新與技術(shù)分析”委員會(huì)主席。他的研究關(guān)注技術(shù)評(píng)價(jià)理論與方法、新興的科學(xué)技術(shù)、跨學(xué)科知識(shí)的認(rèn)識(shí)論。

Michael Decker

Martin Fischer

Ingrid Ott

該論文的第二作者是Martin Fischer，他是卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）職業(yè)教育學(xué)院的教授，同時(shí)也任職于亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)的國(guó)家研究中心，他的研究集中在工作導(dǎo)向的技能發(fā)展，職業(yè)教育的教學(xué)、組織學(xué)習(xí)和職業(yè)教育的創(chuàng)新。

本文的第三作者是Ingrid Ott，是一位經(jīng)濟(jì)學(xué)家，也是卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的全職教授。她的工作包括研究理論增長(zhǎng)模型，以及聚焦生產(chǎn)性政府活動(dòng)和區(qū)域發(fā)展的實(shí)證工作。Ingrid Ott特別關(guān)注高新技術(shù)，尤其是通用技術(shù)的發(fā)展。

該論文的研究重點(diǎn)：

·討論服務(wù)機(jī)器人如何與人類勞動(dòng)力互動(dòng)。

·發(fā)現(xiàn)可能受到影響的不同工作分類。

·描述了如何從工作科學(xué)的角度來(lái)發(fā)展人機(jī)合作。

·定義了以人力勞動(dòng)角度評(píng)估的服務(wù)機(jī)器人結(jié)論性標(biāo)準(zhǔn)。

在機(jī)器人的使用早期，德國(guó)對(duì)機(jī)器人和自動(dòng)化的技術(shù)評(píng)估的特點(diǎn)是研究其對(duì)勞動(dòng)力市場(chǎng)的影響。當(dāng)時(shí)，人們嚴(yán)格地執(zhí)行自動(dòng)化的基本原理，將工作過(guò)程分解成單獨(dú)的動(dòng)作序列，以便檢查這些序列中的哪些可以是被自動(dòng)化的。結(jié)果，人們建立了一種制造過(guò)程，其中通過(guò)機(jī)器執(zhí)行自動(dòng)化動(dòng)作序列，而人類繼續(xù)執(zhí)行非自動(dòng)化任務(wù)。其主要目標(biāo)是替代人力勞動(dòng)，以便通過(guò)勞動(dòng)力成本節(jié)約實(shí)現(xiàn)效率的提高。人們開發(fā)了裝配線，他們可以最佳地協(xié)調(diào)自動(dòng)化操作，特別是在汽車工業(yè)中。由人類工人執(zhí)行的非自動(dòng)化動(dòng)作構(gòu)成所謂的剩余活動(dòng)，其部分集成在這些裝配線中，或者成為上游或下游任務(wù)。

張含陽(yáng) 本刊編輯

當(dāng)今，由于編程方面的重大突破，以及工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)器人系統(tǒng)可以越來(lái)越多地接管以前為人類保留的非標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)，并且該成本在經(jīng)濟(jì)上完全可行。因此，自動(dòng)化不再局限于在工業(yè)中生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，而是日益成為服務(wù)部門價(jià)值創(chuàng)造過(guò)程的一部分。因此，自動(dòng)化那些之前的范式再次被人提起。

機(jī)器人的通用應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，與之前相比，它們可以用來(lái)替代更多的工作屬性，有助于減少勞動(dòng)力市場(chǎng)的短缺。由于機(jī)器人強(qiáng)大的能力，它們也越來(lái)越多地作為人類勞動(dòng)的合作者。總的來(lái)說(shuō)，這意味著機(jī)器人不一定要代替人類勞動(dòng)，而是補(bǔ)充它，在具體的領(lǐng)域，使機(jī)器人更有成效。

該論文中，三位科研人員詳細(xì)闡述了這些問(wèn)題，并展示技術(shù)進(jìn)步不僅能夠?qū)崿F(xiàn)從工業(yè)到服務(wù)機(jī)器人的過(guò)渡，而且能夠?qū)崿F(xiàn)人類與機(jī)器人的關(guān)系從替代變?yōu)榛パa(bǔ)的轉(zhuǎn)變。這些考慮將與所謂的資本技能互補(bǔ)假說(shuō)（capital-skill complementarity hypothesis） 相聯(lián)系，該假說(shuō)解決了有形資本與不同類型技能之間的關(guān)系。這一視角解決了技術(shù)變革對(duì)人類勞動(dòng)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

系統(tǒng)的復(fù)雜性是與生俱來(lái)的，這與機(jī)器人系統(tǒng)的任何技術(shù)評(píng)估都高度相關(guān)。一方面，使用機(jī)器人旨在最佳地實(shí)現(xiàn)技術(shù)可能性，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增效。另一方面，我們必須從工作科學(xué)的角度研究人類與機(jī)器合作應(yīng)該執(zhí)行的任務(wù)是什么。在1994年，德國(guó)弗勞恩霍夫制造工程和自動(dòng)化研究所（FraunhoferIPA）——機(jī)器人領(lǐng)域的關(guān)鍵參與者之一——就已經(jīng)對(duì)服務(wù)機(jī)器人下了定義，至今該定義仍然有效：

圖a，基準(zhǔn)情形 圖b，降低自動(dòng)化成本的影響 圖c，降低人力成本的影響

“服務(wù)機(jī)器人是一種可自由編程的移動(dòng)設(shè)備，部分或全部自動(dòng)地執(zhí)行服務(wù)。服務(wù)不是指對(duì)直接工業(yè)制造的商品無(wú)貢獻(xiàn)的活動(dòng)，而是對(duì)人類和機(jī)構(gòu)的服務(wù)的活動(dòng)。”

對(duì)于服務(wù)機(jī)器人，情況遠(yuǎn)不同于工業(yè)機(jī)器人，因?yàn)槭褂脵C(jī)器人的環(huán)境（例如，用于擠奶機(jī)器人的整體穩(wěn)定性）幾乎不可能被完全重新設(shè)計(jì)。這意味著機(jī)器人系統(tǒng)必須能夠靈活地對(duì)于呈現(xiàn)服務(wù)的不同環(huán)境做出反應(yīng)。從這方面看，與人類的合作則更加多變。當(dāng)機(jī)器人把服務(wù)呈現(xiàn)給人類時(shí)，比如說(shuō)洗頭，機(jī)器人系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)更大。

為了討論人類與機(jī)器人生產(chǎn)自動(dòng)化的替代關(guān)系，研究人員基于一個(gè)程式化的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行研究，假設(shè)勞動(dòng)力和自動(dòng)化生產(chǎn)可相互完全替代。對(duì)于給定的成本曲線，可以容易地推導(dǎo)出由人或機(jī)器執(zhí)行的任務(wù)的劃分，或者換句話說(shuō)，成本最小化的自動(dòng)化程度。

如上圖所示，在水平軸上示出了成本最小化的自動(dòng)化程度，區(qū)間在0%（完全人類生產(chǎn)）和100%（完全自動(dòng)化）之間?？偵a(chǎn)成本（實(shí)線）從使用勞動(dòng)力（虛短線）和機(jī)器人（點(diǎn)線）的結(jié)合而得。我們可以很自然可以假設(shè)，隨著自動(dòng)化程度升高，后者（機(jī)器人）在增加，前者（勞動(dòng)力）在下降。根據(jù)這個(gè)規(guī)范，任何成本組件的任何變化也會(huì)影響最佳自動(dòng)化程度：例如，當(dāng)工藝創(chuàng)新降低機(jī)器生產(chǎn)成本（圖b）或人力生產(chǎn)變得更昂貴（圖c）時(shí)。然而，總成本最低的是中等程度的自動(dòng)化水平。

總而言之，機(jī)器人技術(shù)的影響是由許多相互制約的因素驅(qū)動(dòng)的。增加機(jī)器的智能不僅涉及人與機(jī)器之間的交互，也涉及機(jī)器與機(jī)器（M2M）之間的交互。在這個(gè)意義上，上述替代壓力不再限于常規(guī)手動(dòng)任務(wù)。雖然機(jī)器人活動(dòng)的總體影響不清楚，但顯而易見(jiàn)的是，將來(lái)不僅重復(fù)性的常規(guī)任務(wù)或者要求更復(fù)雜的技能的任務(wù)也要由機(jī)器人解決，這些機(jī)器人會(huì)越來(lái)越多地提供非常規(guī)或認(rèn)知功能的解決方案。

三位科研人員還列出了，機(jī)器人與人的替代性和互補(bǔ)性的方程函數(shù)表達(dá)。

如果投入比率的增加百分比超過(guò)相應(yīng)要素價(jià)格比率的增長(zhǎng)百分比，則結(jié)果是替代關(guān)系。否則，它們是互補(bǔ)關(guān)系。該函數(shù)能夠?qū)Ω鞣N生產(chǎn)投入之間可能的關(guān)系（補(bǔ)充/替代）進(jìn)行差異分析。如果總資本和非技術(shù)勞動(dòng)力之間的替代彈性超過(guò)資本和熟練勞動(dòng)力之間的替代彈性，則總生產(chǎn)作為資本技能互補(bǔ)性成立。

該表達(dá)式中，H表示的是高技能人力資本，M和L表示的是中等和低技能勞動(dòng)力，R表示的是機(jī)器人。

在該方程中，A表示因子中性生產(chǎn)力參數(shù)；a和b是分布參數(shù)。關(guān)于輸入因子，指定的生產(chǎn)函數(shù)具有以下含義：熟練勞動(dòng)力（H）與任何其他輸入互補(bǔ)。替代參數(shù)水平θ和ρ，表示R、L和M之間的替代（0≤θ，ρ≤1）和互補(bǔ)（θ，ρ<0）關(guān)系。

在總體水平上，機(jī)器人可以同時(shí)對(duì)某些類型的技能（高素質(zhì)的人力資本）進(jìn)行補(bǔ)充，而取代不太熟練的勞動(dòng)力。

三位科研人員從IT角度、任務(wù)導(dǎo)向角度、社會(huì)工作組織角度分別闡述了機(jī)器人與人的合作與替代關(guān)系。最后，科研人員列出了以人力勞動(dòng)力角度評(píng)估的服務(wù)機(jī)器人結(jié)論性標(biāo)準(zhǔn)。

從任務(wù)導(dǎo)向角度，假設(shè)機(jī)器人被開發(fā)用于現(xiàn)階段仍由人類勞動(dòng)提供的服務(wù)，則服務(wù)機(jī)器人將可能至少會(huì)接管一部分的這些任務(wù)。這帶來(lái)了人類工作的變化，這些機(jī)器人將在人的支持下提供服務(wù)。考慮極端情況，在完全接管整個(gè)服務(wù)任務(wù)后，這種變化意味著人類不再工作并失業(yè)。另一種可能的情況是，與服務(wù)機(jī)器人的協(xié)作使人類能夠更有效地提供其服務(wù)，這可以消除該服務(wù)中的一半工作量。從跨學(xué)科技術(shù)評(píng)估的角度來(lái)看，科研人員十分關(guān)注是否可以事先說(shuō)明機(jī)器人部分或全部替代人類，會(huì)如何影響人類的工作過(guò)程，以及這種替代對(duì)于勞動(dòng)力市場(chǎng)可以預(yù)期的經(jīng)濟(jì)影響。

該論文結(jié)果證明，科研人員不能得出一般的、有效的結(jié)論。根據(jù)人與機(jī)器人之間的合作是否代替任務(wù)或補(bǔ)充任務(wù)共享，對(duì)勞動(dòng)力市場(chǎng)的影響也許會(huì)完全不同。此外，在特定經(jīng)濟(jì)壓力下，研究人員亦不能概括出使用服務(wù)機(jī)器人之后的人力水平的結(jié)論。由于簡(jiǎn)單或低技能的服務(wù)的勞動(dòng)力成本很低，從而導(dǎo)致性價(jià)比很高，現(xiàn)代服務(wù)機(jī)器人不可能在該市場(chǎng)部分中獲得市場(chǎng)份額。因此，服務(wù)機(jī)器人更有可能使中等教育水平的人受到一定的壓力。

整體來(lái)看，以下因素與服務(wù)工作系統(tǒng)中人與機(jī)器人之間可能的分?jǐn)偣δ芟嚓P(guān)：

·組織社會(huì)和公司工作，包括法律框架（即服務(wù)人員的不同工作屬性、夜班和輪班工作、健康保護(hù)）；

·人類和機(jī)器人要執(zhí)行的任務(wù)（即業(yè)務(wù)、監(jiān)測(cè)或決策任務(wù)）；

·（信息）技術(shù)（取決于例如機(jī)器人的移動(dòng)能力、其傳感器系統(tǒng)和認(rèn)知系統(tǒng)，還涉及整個(gè)周邊設(shè)施，例如保護(hù)裝置），以及實(shí)現(xiàn)這樣的任務(wù)的可能性和限制因素。

從IT角度看，服務(wù)機(jī)器人的硬件通常安全系數(shù)較高，因此，不同于過(guò)去的工業(yè)機(jī)器人，它們通常能夠與人類密切合作。機(jī)器人的硬件進(jìn)步，以及它們處理環(huán)境信息的能力的這種進(jìn)步，與可編程服務(wù)機(jī)器人的進(jìn)步相結(jié)合，這使得沒(méi)有經(jīng)過(guò)IT培訓(xùn)的人能夠在有限程度上控制服務(wù)機(jī)器人。使用服務(wù)機(jī)器人對(duì)于那些意味著高負(fù)荷、影響健康、和人類晝夜節(jié)律或?qū)θ祟愑兄囟ㄉ眢w負(fù)擔(dān)的那些任務(wù)將有著特殊的意義。

從社會(huì)工作組織看，以宏觀角度分析，人們需要考慮可用性和報(bào)酬、潛在客戶的期望、當(dāng)前人員的技能，機(jī)器人技術(shù)的優(yōu)良，購(gòu)買以及維護(hù)成本。然而，根據(jù)這些參數(shù)，機(jī)器人的使用可能是實(shí)用的，但這并不足以說(shuō)明任何有關(guān)這些服務(wù)機(jī)器人的事實(shí)是可接受的。這需要對(duì)將使用機(jī)器人的服務(wù)領(lǐng)域做非常詳細(xì)的分析。

應(yīng)始終考慮的方面包括：

·客戶/客戶的期望（=需要+要求），他們各自負(fù)擔(dān)得起的需要，以及這些期望的可執(zhí)行性；

·目前正在執(zhí)行這些任務(wù)的服務(wù)人員的技能、工作投入和報(bào)酬，以及現(xiàn)有勞動(dòng)力的儲(chǔ)備；

·服務(wù)提供商的盈利性考量（和可能的義務(wù)）；

·機(jī)器人技術(shù)的效率、購(gòu)買和維護(hù)成本。

關(guān)于服務(wù)機(jī)器人的聲明一般在以上這套標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上是很難證明的，因?yàn)榉?wù)的質(zhì)量、工作環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化潛力、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、服務(wù)提供商的人員教育水平等因素千變?nèi)f化，我們必須進(jìn)行情景分析。因此，服務(wù)機(jī)器人技術(shù)的“一般性”技術(shù)評(píng)估是不存在的，但是我們必須針對(duì)不同的服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行“示例性”研究。

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