①四足機(jī)器人:如“絕影Pro”,它是國內(nèi)首個完成自主導(dǎo)航和智能交互的機(jī)器狗
②仿人乒乓球機(jī)器人:“悟”“空”機(jī)器人身高160厘米,體重58公斤,全身上下共有30個自由度。他們既能跟人對打,又可以雙機(jī)器人對打,目前跟人最高可以對打145個回合,跟機(jī)器人最高可以對打114個回合
③巡檢機(jī)器人:用于各種場景的巡檢任務(wù)
④球形機(jī)器人:能夠執(zhí)行水陸兩棲的巡邏和安防任務(wù)
從實驗室出發(fā),到人群里去
Q(張嘉一):目前機(jī)器人基地制作的機(jī)器人會應(yīng)用在哪些方面?
A:基地里有幾個不同方向的機(jī)器人項目。比如,球形機(jī)器人目前實現(xiàn)了水陸兩棲的突破,它們外形堅固,不僅能在水上靈活穿梭,還能在陸地上執(zhí)行巡邏任務(wù),有效替代了人力。前段時間,溫州鹿城區(qū)的特巡警隊帶著“大黑球”巡邏的事情,還被《人民日報》報道了。此外,我們還在研發(fā)智能協(xié)作機(jī)器人、仿生腿足機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、自動車載充電等項目……
Q(王子睿):有人會夸機(jī)器人“真聰明”或是“真高級”,和人類相比,機(jī)器人的“聰明”和“高級”是如何提升的?
A:拿無人駕駛系統(tǒng)舉例,它會根據(jù)環(huán)境做出安全的決策,該起步的時候起步,該剎車的時候剎車,具備高度的機(jī)動性和靈巧性,旁觀者就會夸“這個機(jī)器人聰明”。除此之外,機(jī)器人能做到人類沒法做的事情,比如火災(zāi)現(xiàn)場人類進(jìn)不去,但機(jī)器人可以進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行救援。
20年前,日本已經(jīng)研發(fā)出人形機(jī)器人,但現(xiàn)在日本的機(jī)器人已經(jīng)不是世界領(lǐng)先了。他們的機(jī)器人能力為什么沒有持續(xù)進(jìn)步?總的來說,技術(shù)的進(jìn)步是關(guān)鍵。過去,機(jī)器人設(shè)計依賴于動力學(xué)建模,日本擁有頂尖的動力學(xué)建模專家,能將復(fù)雜物理公式集成得當(dāng)。然而,現(xiàn)今我們依賴強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù),無需推導(dǎo)復(fù)雜物理公式,而是提供充足數(shù)據(jù)讓機(jī)器人自主學(xué)習(xí),這是技術(shù)進(jìn)步的一個方面。
Q(張璦楠峰):國內(nèi)機(jī)器人大賽自20年前開始舉辦,至今仍在進(jìn)行中。在這20年的發(fā)展過程中,對參賽者的技術(shù)要求有哪些變化?
A:在我國,尤其是針對中小學(xué)生的機(jī)器人競賽,相較于20年前的參與度和普及程度,已經(jīng)發(fā)生了顯著變化。早期的競賽側(cè)重于評估學(xué)生的動手實踐能力和基礎(chǔ)物理知識掌握情況,比如如何正確使用電池,通常會提供一個基礎(chǔ)模型,讓學(xué)生通過實踐學(xué)習(xí)其運作原理。經(jīng)過20年的發(fā)展,對參賽者的要求已經(jīng)不僅僅局限于動手操作能力,更涵蓋了編程技能的掌握以及人工智能應(yīng)用的融合。
但也有不變的要求,比如團(tuán)隊合作的要求。機(jī)器人競賽往往是一個團(tuán)隊項目,需要成員之間的緊密協(xié)作和有效溝通。參賽者不僅需要具備個人技術(shù)能力,還要學(xué)會如何在團(tuán)隊中發(fā)揮自己的優(yōu)勢,共同解決問題。
Q(張璦楠峰):目前基地對未來的愿景是制作出什么樣的機(jī)器人?
A:機(jī)器人的初衷自其概念首次提出之時起,便旨在取代人類的工作與勞動。至于當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù),即人形機(jī)器人技術(shù),我們的目標(biāo)是使其達(dá)到通用機(jī)器人的水平。具體而言,目前我們擁有的是專門用于特定場景的機(jī)器人,例如掃地機(jī)器人、擦窗機(jī)器人以及管道機(jī)器人等。這些機(jī)器人通常針對特定任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化,而我們的終極目標(biāo)則是研發(fā)出能夠應(yīng)對復(fù)雜場景的機(jī)器人,類似于人類能夠處理各種不同任務(wù)的能力。若某人一天內(nèi)有30件不同的事情需要完成,目前可能就需要有30種不同場景或功能的機(jī)器人來分別應(yīng)對。我們的目標(biāo)則是一個機(jī)器人能像人類一樣靈活應(yīng)對各種復(fù)雜問題。
人解決“新”問題,
機(jī)器人解決“舊”問題
Q(張嘉一):黃老師,您是怎么加入研發(fā)機(jī)器人這個行業(yè)的?
A:我上中學(xué)的時候,拓展課程不像現(xiàn)在這么豐富,基本上的課程都以高考為主。我通過高考進(jìn)入了這個專業(yè),然后邊學(xué)習(xí)邊研究,加入了這個行業(yè)。所以我也不是一開始就喜歡這個工作,只是在學(xué)習(xí)的過程中,把它變成了自己喜歡的事情。機(jī)器人工程專業(yè)是2015年教育部設(shè)立的新興本科專業(yè),如果同學(xué)們對機(jī)器人有興趣,之后可以更關(guān)注控制計算機(jī)、能源材料、電子電器、芯片等專業(yè)方向。
Q(張璦楠峰):您可以分享一下研發(fā)過程中,最好玩最高興的事情嗎?
A:制造機(jī)器人的快樂應(yīng)該是“通用”的,來源于它可以在實際生活中運用起來,可以在特定的環(huán)境之下幫助到人類。但從設(shè)想到成形,再到成熟,這是一個非常漫長的過程。比如我主要是研究醫(yī)療機(jī)器人拍攝病人影像的工作。這個工作在手術(shù)中承擔(dān)的作用正如我們現(xiàn)實生活中的一張地圖,明白地圖的走向,才能知道該往哪里走。
目前我們正致力于開發(fā)一項新的影像技術(shù),旨在實現(xiàn)手術(shù)過程中的實時影像觀測。與以往先拍攝影像再手術(shù)的方式不同,新技術(shù)將允許醫(yī)生在手術(shù)中即時查看特定部位的影像,盡管這聽起來簡單,但實現(xiàn)起來卻是一個漫長而復(fù)雜的過程。所以在制造機(jī)器人的過程中,雖然需要有足夠耐心去等待一個個成功的小節(jié)點,但也正是因為有這一個個小節(jié)點,讓科研過程變得快樂和振奮人心。
Q(沈墨遙):從事機(jī)器人研發(fā)的人一般都是理科類的人才,但機(jī)器人又是很需要想象力,才能有新突破的工作,擅長理科的人該如何培養(yǎng)自己的想象力呢?
A:想象力肯定是非常重要的,因為只有不斷創(chuàng)新,才會有新的成果出來。但是想象力也不能亂想,它一定要符合現(xiàn)實世界的物理規(guī)律。我們有一句話說,在天上飛的,那一定是鷹,你不可能把老虎搬到天上去飛。我們做機(jī)器人也是一樣的,很多機(jī)器人的靈感都是從自然界中來的。
Q(王子睿):據(jù)說,現(xiàn)在機(jī)器人經(jīng)過專門的“學(xué)習(xí)”去參加高考,可以考上很好的大學(xué),既然這些知識都可以通過機(jī)器人來迅速存儲,為什么我們需要花這么多時間去學(xué)習(xí)?本質(zhì)上,他們和我們存在哪些不同?
A:就知識的記憶與整合能力而言,機(jī)器人無疑超越了人類。例如,當(dāng)我們向人工智能軟件提出問題時,它能迅速從龐大的數(shù)據(jù)庫中提取并整理出我們所需的答案。但它答不出我們沒有給過它的知識。
自主學(xué)習(xí)能力是人類才具備的,這也是最重要的能力。而人類只有具備基礎(chǔ)學(xué)科的知識建構(gòu),才能通過自主學(xué)習(xí),擁抱新技術(shù),提高生產(chǎn)效率。比如,我們要花大量時間做PPT,匯報成果,但現(xiàn)在這個動作可以由相應(yīng)的人工智能軟件完成。效率提升后節(jié)省的時間,我們可用于學(xué)習(xí)新知、深入研究和創(chuàng)新實踐。比如你們在機(jī)器人社團(tuán)里,遇到的問題是未知的,在面對未知問題或需要掌握新技能時,就通過制定學(xué)習(xí)計劃、自我激勵和持續(xù)練習(xí),從而更有效地掌握知識和技能。
小記者采訪手記
沈墨遙:黃老師分享的若干個人經(jīng)驗與見解,對我?guī)椭艽?。機(jī)器人研發(fā)者要敢于想象,但其構(gòu)想必須建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上;需與他人攜手合作,共同攻克技術(shù)難題。面對“是否有某項習(xí)慣或能力,是在學(xué)習(xí)階段培養(yǎng)并一直沿用至今,且認(rèn)為極為有益?”的提問,黃老師明確表示,自主學(xué)習(xí)能力是其中最為關(guān)鍵的,它在解決問題和總結(jié)經(jīng)驗時均發(fā)揮了巨大作用,其價值不容小覷。
張璦楠峰:在本次采訪中,我們有幸參觀了眾多形態(tài)各異的機(jī)器人。其中,一款名為球形機(jī)器人的設(shè)備給我留下了深刻的印象。這款機(jī)器人的外觀酷似球體,球形設(shè)計與卓越的機(jī)動性能,使得該機(jī)器人在城市和機(jī)場巡邏等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。除此之外,我們還見識了醫(yī)療機(jī)器人、人形機(jī)器人、仿生狗機(jī)器人等多種機(jī)器人。這些機(jī)器人的誕生,凝聚了科研人員的不懈努力和持續(xù)創(chuàng)新。
王子睿:任何技術(shù)均具有其生命周期,機(jī)器人技術(shù)研發(fā)是否將逐步被邊緣化,答案并非簡單的肯定或否定。隨著科技的迅猛發(fā)展,新技術(shù)層出不窮,但這并不預(yù)示著舊技術(shù)會立即失去其價值。關(guān)鍵在于持續(xù)學(xué)習(xí)新知識,融合新技術(shù),并保持對行業(yè)趨勢的敏感性。期待在不久的將來,機(jī)器人能與人類更加和諧地共存,共同創(chuàng)造更加美好的世界。