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曾金是哪種類(lèi)型的機(jī)器人(曾金柱個(gè)人簡(jiǎn)歷)
大家好!今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于曾金是哪種類(lèi)型的機(jī)器人的問(wèn)題,以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理,讓我們一起來(lái)看看吧。
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本文目錄:
一、生化機(jī)器人的分類(lèi)
生化機(jī)器人可以分為兩類(lèi),一類(lèi)是具有人類(lèi)大腦的機(jī)器人,一類(lèi)是具有人類(lèi)肉身的機(jī)器人。如果按照意識(shí)來(lái)劃分,前者算是人類(lèi),后者算是機(jī)器;如果按照生物組織來(lái)劃分,前者算是機(jī)器,后者算是人類(lèi)。因此,未來(lái)的人類(lèi)和機(jī)器人將沒(méi)有特別嚴(yán)格的界限。
生化機(jī)器人一度曾經(jīng)只出現(xiàn)在科幻小說(shuō)中,但是,隨著機(jī)器人科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展,生化機(jī)器人很快將不再是人們的科學(xué)幻想了。
2008年,沃維克教授宣布,他制造了世界上第一臺(tái)生物腦控制的機(jī)器人:一只具有鼠腦的機(jī)器人。
所謂的鼠腦機(jī)器人,不過(guò)是個(gè)紅綠色的小方盒子,在一張餐桌大小的場(chǎng)地上時(shí)而前進(jìn),時(shí)而折返,看起來(lái)比街頭賣(mài)的電動(dòng)玩具汽車(chē)還要粗糙得多,走起路來(lái)像只沒(méi)頭蒼蠅。這個(gè)鼠腦機(jī)器人的“腦”里面,大概也只有5萬(wàn)~10萬(wàn)個(gè)從老鼠胚胎中提取出的神經(jīng)元,而一只真正的老鼠有500萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元。因此,目前這個(gè)鼠腦機(jī)器人沒(méi)有什么實(shí)際用途,但它是科學(xué)家探索高級(jí)生化機(jī)器人的一個(gè)重要進(jìn)展。
生化機(jī)器人的倡導(dǎo)者是英國(guó)里丁大學(xué)工程系統(tǒng)學(xué)院凱文·沃維克教授。2002年,他寫(xiě)了一本學(xué)術(shù)著作《我,生化機(jī)器人(I,Cyborg)》,首先提出了生化機(jī)器人(Cyborg)這個(gè)概念。沃維克指出,人們身上的一些器官可以更換成由電子設(shè)備控制的機(jī)器。這位教授在1998年就把自己變成了一個(gè)生化機(jī)器人,他往自己的手臂中植入了一塊芯片,從此可以用意念直接控制機(jī)械手臂,甚至能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遙控千里之外的機(jī)械手抓握一顆葡萄。
該研究領(lǐng)域被叫做“人一計(jì)算機(jī)界面”,沃維克教授認(rèn)為,這是人類(lèi)未來(lái)必然的發(fā)展趨勢(shì)。
讓人類(lèi)具有機(jī)器肢體
對(duì)于那些結(jié)合了人腦和機(jī)器人身體的生化機(jī)器人,我們將其稱(chēng)為“人腦機(jī)器人”,也可以稱(chēng)其為具有機(jī)器身體的人,他們很可能是人類(lèi)未來(lái)的終極形態(tài)。這是因?yàn)槿四X機(jī)器人兼具機(jī)器和人類(lèi)的優(yōu)點(diǎn):對(duì)信息的儲(chǔ)存和處理速度比人類(lèi)快得多。在社會(huì)交往上比機(jī)器人聰明得多。
不過(guò),從目前情況來(lái)看,具有人腦特質(zhì)的機(jī)器人恐怕要在遙遠(yuǎn)的未來(lái)才能實(shí)現(xiàn)。要讓人類(lèi)擁有機(jī)器肢體,首先得讓人類(lèi)的大腦神經(jīng)系統(tǒng)和植入身體的電子設(shè)備“正常對(duì)話”。
美國(guó)科學(xué)家曾經(jīng)成功在一位半身不遂的男性患者大腦中植入一塊電腦芯片,患者可以把自己的神經(jīng)信號(hào)傳遞給電腦芯片,再由電腦芯片發(fā)射信號(hào)來(lái)支配機(jī)械假肢或身體附近的電器。目前,植入電腦芯片的殘疾患者已經(jīng)可以自主操作電腦,能發(fā)送電子郵件,甚至還可以玩電腦游戲。
研究人員希望,殘疾患者在芯片的幫助下可以直接用大腦控制假肢。
雖然現(xiàn)在就已經(jīng)出現(xiàn)了可以部分控制的假肢,不過(guò)要解決的問(wèn)題還有很多,尚不能對(duì)假肢實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定控制。這是因?yàn)槿祟?lèi)的大腦和所有的生物組織一樣,對(duì)機(jī)械電子設(shè)備具有排異反應(yīng)。
科學(xué)家希望能控制神經(jīng)細(xì)胞和電腦芯片的信息交流過(guò)程。他們目前的研究目標(biāo)是,把2個(gè)或2個(gè)以上的神經(jīng)細(xì)胞用生物學(xué)的方法連接起來(lái),這樣一來(lái),2個(gè)細(xì)胞就可以互相交流信息。假如科學(xué)家們能夠讓細(xì)胞之間通過(guò)電子設(shè)備進(jìn)行交流,這將是一個(gè)重大的突破。
研究人員的遠(yuǎn)大目標(biāo)是將多個(gè)細(xì)胞聯(lián)結(jié)在一起,做成一個(gè)類(lèi)似電腦上的轉(zhuǎn)換電路,這樣就可以將微電子設(shè)備和人體結(jié)合起來(lái),制造出具有人類(lèi)大腦的機(jī)器人,或者是具有機(jī)器身體的人。
讓機(jī)器人長(zhǎng)出肉身
除了研究具有人類(lèi)大腦、機(jī)器身體的生化機(jī)器人外,一些研究人員還熱衷于讓機(jī)器人融入人類(lèi)社會(huì),他們正在研究一種機(jī)器大腦、人類(lèi)身體的生化機(jī)器人,我們可稱(chēng)之為“肉身機(jī)器人”。目前,不少機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)能夠在外形上讓機(jī)器人和人類(lèi)一致,此類(lèi)機(jī)器人亦被稱(chēng)作人形機(jī)器人。不過(guò),這些機(jī)器人只是包裹了一層仿真的人造皮膚,皮膚下面還完全是電子設(shè)備。因此,目前的人形機(jī)器人還不能算是真正意義上相對(duì)完善的肉身機(jī)器人。
日本研究人員則希望利用基因技術(shù)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),打造出真正的肉身機(jī)器人。這些機(jī)器人全身上下都和真人一樣,皮膚具有人類(lèi)的觸感和溫度,體腔內(nèi)完全是人類(lèi)的內(nèi)臟。除了頭部的一塊電腦芯片外,肉身機(jī)器人其他的地方都是利用基因技術(shù)制造的人造骨骼、肌肉、皮膚等器官。其全身上下都布滿(mǎn)了神經(jīng)系統(tǒng),它們的行動(dòng)是由頭部的芯片通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)來(lái)控制的。
除了上述特點(diǎn)外,肉身機(jī)器人還將具有人類(lèi)的思維能力,能夠與人類(lèi)通過(guò)對(duì)話交流思想、接受并理解人們的命令。
目前,具有生物活性的人造皮膚、人造肝、人造腎、人造胰、人造骨等人體器官都已經(jīng)研制成功,并在醫(yī)療領(lǐng)域得到了廣泛使用。這些人造器官是制造肉身機(jī)器人的重要基礎(chǔ)。
盡管如此,制造肉身機(jī)器人還要面對(duì)其他一些障礙。目前遇到的最大難題是怎樣把這些人造器官整合起來(lái),怎樣讓這些器官和電腦芯片正常地進(jìn)行信息交換。
生化機(jī)器人技術(shù)造福人類(lèi)
隨著生化機(jī)器人技術(shù)的逐步成熟。未來(lái)的人類(lèi)社會(huì)將會(huì)變得復(fù)雜而有趣,長(zhǎng)得像機(jī)器人的可能是人,而長(zhǎng)得像人的可能是機(jī)器人。人腦機(jī)器人將可能是人類(lèi)的終極形態(tài),而肉身機(jī)器人將可能是機(jī)器人的終極形態(tài)之一。人腦機(jī)器人和肉身機(jī)器人究竟是人還是機(jī)器?到了生化機(jī)器人時(shí)代,人和機(jī)器人的界限將變得越來(lái)越模糊。那時(shí)的法律和倫理道德都將與現(xiàn)在有很大的區(qū)別,也許會(huì)讓機(jī)器人享有和人類(lèi)平等的權(quán)利,這種變革的目的就是為了讓人類(lèi)與機(jī)器人能夠和諧相處。
人腦機(jī)器人技術(shù)不僅用于制造新型的機(jī)器人,更大的用途是為人類(lèi)的健康造福。如果有人由于先天或后天的原因身患?xì)埣玻涂梢园惭b一個(gè)相應(yīng)的機(jī)器器官。可是在目前,人類(lèi)的身體會(huì)對(duì)外來(lái)的機(jī)器器官產(chǎn)生排斥反應(yīng),處理不當(dāng)會(huì)危及生命。
有了生化機(jī)器人技術(shù)后,機(jī)器器官和人類(lèi)大腦能夠正常“對(duì)話”,讓身體的免疫系統(tǒng)接受這個(gè)外來(lái)的器官,這樣就不會(huì)產(chǎn)生不良的排斥反應(yīng)。
人類(lèi)死亡時(shí),大腦中的大部分細(xì)胞往往還是活的,如果把這些細(xì)胞移植到機(jī)器人體內(nèi),制造出一個(gè)具有人類(lèi)大腦的機(jī)器人,人類(lèi)就有望實(shí)現(xiàn)永生的夢(mèng)想。
人類(lèi)制造肉身機(jī)器人不僅僅是為了讓機(jī)器人可以成為自己的好伙伴,更重要的是讓機(jī)器人更好地為自己服務(wù)。日本本田公司的機(jī)器人研究中心正在制訂一個(gè)龐大的研究計(jì)劃,希望在未來(lái)50年里能成功地制造出具有完美肉身的機(jī)器人,讓這些機(jī)器人在工廠、賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、家政服務(wù)領(lǐng)域被廣泛使用。這些肉身機(jī)器人將比人類(lèi)有更好的耐心和體力,比普通的金屬骨架機(jī)器人具有更大的親和力,因此肉身機(jī)器人在許多領(lǐng)域都將具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
二、機(jī)器人的資料?
機(jī)器人概述篇
實(shí)用上,機(jī)器人(Robot)是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。機(jī)器人可接受人類(lèi)指揮,也可以執(zhí)行預(yù)先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。機(jī)器人執(zhí)行的是取代或是協(xié)助人類(lèi)工作的工作,例如制造業(yè)、建筑業(yè),或是危險(xiǎn)的工作。
機(jī)器人可以是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。目前在工業(yè)、醫(yī)學(xué)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。
歐美國(guó)家認(rèn)為:機(jī)器人應(yīng)該是由計(jì)算機(jī)控制的通過(guò)編排程序具有可以變更的多功能的自動(dòng)機(jī)械,但是日本不同意這種說(shuō)法。日本人認(rèn)為“機(jī)器人就是任何高級(jí)的自動(dòng)機(jī)械”,這就把那種尚需一個(gè)人操縱的機(jī)械手包括進(jìn)去了。因此,很多日本人概念中的機(jī)器人,并不是歐美人所定義的。
現(xiàn)在,國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般說(shuō)來(lái),人們都可以接受這種說(shuō)法,即機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義:“一種可編程和多功能的,用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統(tǒng)?!?
機(jī)器人能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括:智能,指感覺(jué)和感知,包括記憶、運(yùn)算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和邏輯推理等;機(jī)能,指變通性、通用性或空間占有性等;物理能,指力、速度、連續(xù)運(yùn)行能力、可靠性、聯(lián)用性、壽命等。因此,可以說(shuō)機(jī)器人是具有生物功能的空間三維坐標(biāo)機(jī)器。
機(jī)器人發(fā)展史
1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說(shuō)《羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司》中,根據(jù)Robota(捷克文,原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創(chuàng)造出“機(jī)器人”這個(gè)詞。
1939年 美國(guó)紐約世博會(huì)上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人Elektro。它由電纜控制,可以行走,會(huì)說(shuō)77個(gè)字,甚至可以抽煙,不過(guò)離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對(duì)家用機(jī)器人的憧憬變得更加具體。
1942年 美國(guó)科幻巨匠阿西莫夫提出“機(jī)器人三定律”。雖然這只是科幻小說(shuō)里的創(chuàng)造,但后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則。
1948年 諾伯特·維納出版《控制論》,闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺(jué)機(jī)能的共同規(guī)律,率先提出以計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化工廠。
1954年 美國(guó)人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)器人,并注冊(cè)了專(zhuān)利。這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。
1956年 在達(dá)特茅斯會(huì)議上,馬文·明斯基提出了他對(duì)智能機(jī)器的看法:智能機(jī)器“能夠創(chuàng)建周?chē)h(huán)境的抽象模型,如果遇到問(wèn)題,能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個(gè)定義影響到以后30年智能機(jī)器人的研究方向。
1959年 德沃爾與美國(guó)發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。隨后,成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳,他也被稱(chēng)為“工業(yè)機(jī)器人之父”。
1962年 美國(guó)AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬(wàn)能搬運(yùn)),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人,并出口到世界各國(guó),掀起了全世界對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人研究的熱潮。
1962年-1963年傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器人的可操作性。人們?cè)囍跈C(jī)器人上安裝各種各樣的傳感器,包括1961年恩斯特采用的觸覺(jué)傳感器,托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器,而麥卡錫1963年則開(kāi)始在機(jī)器人中加入視覺(jué)傳感系統(tǒng),并在1965年,幫助MIT推出了世界上第一個(gè)帶有視覺(jué)傳感器,能識(shí)別并定位積木的機(jī)器人系統(tǒng)。
1965年約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出Beast機(jī)器人。Beast已經(jīng)能通過(guò)聲納系統(tǒng)、光電管等裝置,根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始,美國(guó)麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)興起研究第二代帶傳感器、“有感覺(jué)”的機(jī)器人,并向人工智能進(jìn)發(fā)。
1968年 美國(guó)斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人Shakey。它帶有視覺(jué)傳感器,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過(guò)控制它的計(jì)算機(jī)有一個(gè)房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺(tái)智能機(jī)器人,拉開(kāi)了第三代機(jī)器人研發(fā)的序幕。
1969年 日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長(zhǎng)期致力于研究仿人機(jī)器人,被譽(yù)為“仿人機(jī)器人之父”。日本專(zhuān)家一向以研發(fā)仿人機(jī)器人和娛樂(lè)機(jī)器人的技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng),后來(lái)更進(jìn)一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
1973年 世界上第一次機(jī)器人和小型計(jì)算機(jī)攜手合作,就誕生了美國(guó)Cincinnati Milacron公司的機(jī)器人T3。
1978年 美國(guó)Unimation公司推出通用工業(yè)機(jī)器人PUMA,這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。
1984年 英格伯格再推機(jī)器人Helpmate,這種機(jī)器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年,他還預(yù)言:“我要讓機(jī)器人擦地板,做飯,出去幫我洗車(chē),檢查安全”。
1998年 丹麥樂(lè)高公司推出機(jī)器人(Mind-storms)套件,讓機(jī)器人制造變得跟搭積木一樣,相對(duì)簡(jiǎn)單又能任意拼裝,使機(jī)器人開(kāi)始走入個(gè)人世界。
1999年 日本索尼公司推出犬型機(jī)器人愛(ài)寶(AIBO),當(dāng)即銷(xiāo)售一空,從此娛樂(lè)機(jī)器人成為目前機(jī)器人邁進(jìn)普通家庭的途徑之一。
2002年 丹麥iRobot公司推出了吸塵器機(jī)器人Roomba,它能避開(kāi)障礙,自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線,還能在電量不足時(shí),自動(dòng)駛向充電座。Roomba是目前世界上銷(xiāo)量最大、最商業(yè)化的家用機(jī)器人。
2006年 6月,微軟公司推出Microsoft Robotics Studio,機(jī)器人模塊化、平臺(tái)統(tǒng)一化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯,比爾·蓋茨預(yù)言,家用機(jī)器人很快將席卷全球。
機(jī)器人分類(lèi)篇
誕生于科幻小說(shuō)之中一樣,人們對(duì)機(jī)器人充滿(mǎn)了幻想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。
操作型機(jī)器人:能自動(dòng)控制,可重復(fù)編程,多功能,有幾個(gè)自由度,可固定或運(yùn)動(dòng),用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。
程控型機(jī)器人:按預(yù)先要求的順序及條件,依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。
示教再現(xiàn)型機(jī)器人:通過(guò)引導(dǎo)或其它方式,先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作,輸入工作程序,機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。
數(shù)控型機(jī)器人:不必使機(jī)器人動(dòng)作,通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教,機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。
感覺(jué)控制型機(jī)器人:利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。
適應(yīng)控制型機(jī)器人:機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化,控制其自身的行動(dòng)。
學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人:機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn),具有一定的學(xué)習(xí)功能,并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。
智能機(jī)器人:以人工智能決定其行動(dòng)的人。
我國(guó)的機(jī)器人專(zhuān)家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類(lèi),即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類(lèi)的各種先進(jìn)機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨(dú)立成體系的趨勢(shì),如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前,國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者,從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類(lèi):制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人,這和我國(guó)的分類(lèi)是一致的。
空中機(jī)器人又叫無(wú)人機(jī),近年來(lái)在軍用機(jī)器人家族中,無(wú)人機(jī)是科研活動(dòng)最活躍、技術(shù)進(jìn)步最大、研究及采購(gòu)經(jīng)費(fèi)投入最多、實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)最豐富的領(lǐng)域。80多年來(lái),世界無(wú)人機(jī)的發(fā)展基本上是以美國(guó)為主線向前推進(jìn)的,無(wú)論從技術(shù)水平還是無(wú)人機(jī)的種類(lèi)和數(shù)量來(lái)看,美國(guó)均居世界之首位。
機(jī)器人品種篇
“別動(dòng)隊(duì)”無(wú)人機(jī)
縱觀無(wú)人機(jī)發(fā)展的歷史,可以說(shuō)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是推動(dòng)無(wú)人機(jī)發(fā)展的動(dòng)力。而無(wú)人機(jī)對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的影響也越來(lái)越大。一次和二次世界大戰(zhàn)期間,盡管出現(xiàn)并使用了無(wú)人機(jī),但由于技術(shù)水平低下,無(wú)人機(jī)并未發(fā)揮重大作用。朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中美國(guó)使用了無(wú)人偵察機(jī)和攻擊機(jī),不過(guò)數(shù)量有限。在隨后的越南戰(zhàn)爭(zhēng)、中東戰(zhàn)爭(zhēng)中無(wú)人機(jī)已成為必不可少的武器系統(tǒng)。而在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、波黑戰(zhàn)爭(zhēng)及科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中無(wú)人機(jī)更成了主要的偵察機(jī)種。
法國(guó)“紅隼”無(wú)人機(jī)
越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間美國(guó)空軍損失慘重,被擊落飛機(jī)2500架,飛行員死亡5000多名,美國(guó)國(guó)內(nèi)輿論嘩然。為此美國(guó)空軍較多地使用了無(wú)人機(jī)。如“水牛獵手”無(wú)人機(jī)在北越上空?qǐng)?zhí)行任務(wù)2500多次,超低空拍攝照片,損傷率僅4%。AQM-34Q型147火蜂無(wú)人機(jī)飛行500多次,進(jìn)行電子竊聽(tīng)、電臺(tái)干擾、拋撒金屬箔條及為有人飛機(jī)開(kāi)辟通道等。
高空無(wú)人偵察機(jī)
在1982年的貝卡谷地之戰(zhàn)中,以色列軍隊(duì)通過(guò)空中偵察發(fā)現(xiàn)。敘利亞在貝卡谷地集中了大量部隊(duì)。6月9日,以軍出動(dòng)美制E-2C“鷹眼”預(yù)警飛機(jī)對(duì)敘軍進(jìn)行監(jiān)視,同時(shí)每天出動(dòng)“偵察兵”及“猛犬”等無(wú)人機(jī)70多架次,對(duì)敘軍的防空陣地、機(jī)場(chǎng)進(jìn)行反復(fù)偵察,并將拍攝的圖像傳送給預(yù)警飛機(jī)和地面指揮部。這樣,以軍準(zhǔn)確地查明了敘軍雷達(dá)的位置,接著發(fā)射“狼”式反雷達(dá)導(dǎo)彈,摧毀了敘軍不少的雷達(dá)、導(dǎo)彈及自行高炮,迫使敘軍的雷達(dá)不敢開(kāi)機(jī),為以軍有人飛機(jī)攻擊目標(biāo)創(chuàng)造了條件。
鬼怪式無(wú)人機(jī)
1991年爆發(fā)了海灣戰(zhàn)爭(zhēng),美軍首先面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隱藏的飛毛腿導(dǎo)彈發(fā)射器。如果用有人偵察機(jī),就必須在大漠上空往返飛行,長(zhǎng)時(shí)間暴露于伊拉克軍隊(duì)的高射火力之下,極其危險(xiǎn)。為此,無(wú)人機(jī)成了美軍空中偵察的主力。在整個(gè)海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間,“先鋒”無(wú)人機(jī)是美軍使用最多的無(wú)人機(jī)種,美軍在海灣地區(qū)共部署了6個(gè)先鋒無(wú)人機(jī)連,總共出動(dòng)了522架次,飛行時(shí)間達(dá)1640小時(shí)。那時(shí),不論白天還是黑夜,每天總有一架先鋒無(wú)人機(jī)在海灣上空飛行。
為了摧毀伊軍在沿海修筑的堅(jiān)固的防御工事,2月4日密蘇里號(hào)戰(zhàn)艦乘夜駛至近海區(qū),先鋒號(hào)無(wú)人機(jī)由它的甲板上起飛,用紅外偵察儀拍攝了地面目標(biāo)的圖像并傳送給指揮中心。幾分鐘后,戰(zhàn)艦上的406毫米的艦炮開(kāi)始轟擊目標(biāo),同時(shí)無(wú)人機(jī)不斷地為艦炮進(jìn)行校射。之后威斯康星號(hào)戰(zhàn)艦接替了密蘇里號(hào),如此連續(xù)炮轟了三天,使伊軍的炮兵陣地、雷達(dá)網(wǎng)、指揮通信樞紐遭到徹底破壞。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間,僅從兩艘戰(zhàn)列艦上起飛的先鋒無(wú)人機(jī)就有151架次,飛行了530多個(gè)小時(shí),完成了目標(biāo)搜索、戰(zhàn)場(chǎng)警戒、海上攔截及海軍炮火支援等任務(wù)。
發(fā)射Brevel無(wú)人機(jī)
在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,先鋒無(wú)人機(jī)成了美國(guó)陸軍部隊(duì)的開(kāi)路先鋒。它為陸軍第7軍進(jìn)行空中偵察,拍攝了大量的伊軍坦克、指揮中心、及導(dǎo)彈發(fā)射陣地的圖像,并傳送給直升機(jī)部隊(duì),接著美軍就出動(dòng)“阿帕奇”攻擊型直升機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攻擊,必要時(shí)還可呼喚炮兵部隊(duì)進(jìn)行火力支援。先鋒機(jī)的生存能力很強(qiáng),在319架次的飛行中,僅有一架被擊中,有4~5架由于電磁干擾而失事。
除美軍外,英、法、加拿大也都出動(dòng)了無(wú)人機(jī)。如法國(guó)的“幼鹿”師裝備有一個(gè)“馬爾特”無(wú)人機(jī)排。當(dāng)法軍深入伊境內(nèi)作戰(zhàn)時(shí),首先派無(wú)人機(jī)偵察敵情,根據(jù)偵察到的情況,法軍躲過(guò)了伊軍的坦克及炮兵陣地。
1995年波黑戰(zhàn)爭(zhēng)中,因部隊(duì)急需,“捕食者”無(wú)人機(jī)很快就被運(yùn)往前線。在北約空襲塞族部隊(duì)的補(bǔ)給線、彈藥庫(kù)、指揮中心時(shí),“捕食者”發(fā)揮了重要的作用。它首先進(jìn)行偵察,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后引導(dǎo)有人飛機(jī)進(jìn)行攻擊,然后再進(jìn)行戰(zhàn)果評(píng)估。它還為聯(lián)合國(guó)維和部隊(duì)提供波黑境內(nèi)主要公路上軍車(chē)移動(dòng)的情況,以判斷各方是否遵守了和平協(xié)議。美軍因而把“捕食者”稱(chēng)作“戰(zhàn)場(chǎng)上的低空衛(wèi)星”。其實(shí)衛(wèi)星只能提供戰(zhàn)場(chǎng)上的瞬間圖像,而無(wú)人機(jī)可以在戰(zhàn)場(chǎng)上空長(zhǎng)時(shí)間盤(pán)旋逗留,因而能夠提供戰(zhàn)場(chǎng)的連續(xù)實(shí)時(shí)圖像,無(wú)人機(jī)還比使用衛(wèi)星便宜得多。
1999年3月24日,以美國(guó)為首的北約打著“維護(hù)人權(quán)”的幌子對(duì)南聯(lián)盟開(kāi)始了狂轟濫炸,爆發(fā)了震驚世界的“科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)”。在持續(xù)78天的轟炸過(guò)程中,北約共出動(dòng)飛機(jī)3.2萬(wàn)架次,投入艦艇40多艘,扔下炸彈1.3萬(wàn)噸,造成了二戰(zhàn)以來(lái)歐洲空前的浩劫。
南聯(lián)盟多山、多森林的地形以及多陰雨天的氣候條件,大大影響了北約偵察衛(wèi)星及高空偵察機(jī)的偵察效果,塞軍的防空火力又很猛,有人偵察機(jī)不敢低飛,致使北約空軍無(wú)法識(shí)別及攻擊云層下面的目標(biāo)。為了減少人員的傷亡,北約大量使用了無(wú)人機(jī)。科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)是世界局部戰(zhàn)爭(zhēng)中使用無(wú)人機(jī)數(shù)量最多、無(wú)人機(jī)發(fā)揮作用最大的戰(zhàn)爭(zhēng)。無(wú)人機(jī)盡管飛得較慢,飛行高度較低,但它體積小,雷達(dá)及紅外特征較小,隱蔽性好,不易被擊中,適于進(jìn)行中低空偵察,可以看清衛(wèi)星及有人偵察機(jī)看不清的目標(biāo)。
在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)及英國(guó)總共出動(dòng)了6種不同類(lèi)型的無(wú)人機(jī)約200多架,它們有:美國(guó)空軍的“捕食者”(Predator)、陸軍的“獵人”(Hunter)及海軍的“先鋒”(Pioneer);德國(guó)的CL-289;法國(guó)的“紅隼”(Crecerelles)、 “獵人”,以及英國(guó)的“不死鳥(niǎo)”(Phoenix)等無(wú)人機(jī)。
無(wú)人機(jī)在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中主要完成了以下一些任務(wù):中低空偵察及戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視,電子干擾,戰(zhàn)果評(píng)估,目標(biāo)定位,氣象資料搜集,散發(fā)傳單以及營(yíng)救飛行員等。
科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)不僅大大提高了無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位,而且引起了各國(guó)政府對(duì)無(wú)人機(jī)的重視。美國(guó)參議院武裝部隊(duì)委員會(huì)要求,10年內(nèi)軍方應(yīng)準(zhǔn)備足夠數(shù)量的無(wú)人系統(tǒng),使低空攻擊機(jī)中有三分之一是無(wú)人機(jī);15年內(nèi),地面戰(zhàn)車(chē)中應(yīng)有三分之一是無(wú)人系統(tǒng)。這并不是要用無(wú)人系統(tǒng)代替飛行員及有人飛機(jī),而是用它們補(bǔ)充有人飛機(jī)的能力,以便在高風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)中盡量少用飛行員。無(wú)人機(jī)的發(fā)展必將推動(dòng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)理論和無(wú)人戰(zhàn)爭(zhēng)體系的發(fā)展。
機(jī)器警察
所謂地面軍用機(jī)器人是指在地面上使用的機(jī)器人系統(tǒng),它們不僅在和平時(shí)期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務(wù),在戰(zhàn)時(shí)還可以代替士兵執(zhí)行掃雷、偵察和攻擊等各種任務(wù),今天美、英、德、法、日等國(guó)均已研制出多種型號(hào)的地面軍用機(jī)器人。
英國(guó)的“手推車(chē)”機(jī)器人
在西方國(guó)家中,恐怖活動(dòng)始終是個(gè)令當(dāng)局頭疼的問(wèn)題。英國(guó)由于民族矛盾,飽受爆炸物的威脅,因而早在60年代就研制成功排爆機(jī)器人。英國(guó)研制的履帶式“手推車(chē)”及“超級(jí)手推車(chē)”排爆機(jī)器人,已向50多個(gè)國(guó)家的軍警機(jī)構(gòu)售出了800臺(tái)以上。最近英國(guó)又將手推車(chē)機(jī)器人加以?xún)?yōu)化,研制出土撥鼠及野牛兩種遙控電動(dòng)排爆機(jī)器人,英國(guó)皇家工程兵在波黑及科索沃都用它們探測(cè)及處理爆炸物。土撥鼠重35公斤,在桅桿上裝有兩臺(tái)攝像機(jī)。野牛重210公斤,可攜帶100公斤負(fù)載。兩者均采用無(wú)線電控制系統(tǒng),遙控距離約1公里。
“土撥鼠”和“野?!迸疟瑱C(jī)器人
除了恐怖分子安放的炸彈外,在世界上許多戰(zhàn)亂國(guó)家中,到處都散布著未爆炸的各種彈藥。例如,海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后的科威特,就像一座隨時(shí)可能爆炸的彈藥庫(kù)。在伊科邊境一萬(wàn)多平方公里的地區(qū)內(nèi),有16個(gè)國(guó)家制造的25萬(wàn)顆地雷,85萬(wàn)發(fā)炮彈,以及多國(guó)部隊(duì)投下的布雷彈及子母彈的2500萬(wàn)顆子彈,其中至少有20%沒(méi)有爆炸。而且直到現(xiàn)在,在許多國(guó)家中甚至還殘留有一次大戰(zhàn)和二次大戰(zhàn)中未爆炸的炸彈和地雷。因此,爆炸物處理機(jī)器人的需求量是很大的。
排除爆炸物機(jī)器人有輪式的及履帶式的,它們一般體積不大,轉(zhuǎn)向靈活,便于在狹窄的地方工作,操作人員可以在幾百米到幾公里以外通過(guò)無(wú)線電或光纜控制其活動(dòng)。機(jī)器人車(chē)上一般裝有多臺(tái)彩色CCD攝像機(jī)用來(lái)對(duì)爆炸物進(jìn)行觀察;一個(gè)多自由度機(jī)械手,用它的手爪或夾鉗可將爆炸物的引信或雷管擰下來(lái),并把爆炸物運(yùn)走;車(chē)上還裝有獵槍?zhuān)眉す庵甘酒髅闇?zhǔn)后,它可把爆炸物的定時(shí)裝置及引爆裝置擊毀;有的機(jī)器人還裝有高壓水槍?zhuān)梢郧懈畋ㄎ铩?/p>
德國(guó)的排爆機(jī)器人
在法國(guó),空軍、陸軍和警察署都購(gòu)買(mǎi)了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆機(jī)器人。DM公司研制的RM35機(jī)器人也被巴黎機(jī)場(chǎng)管理局選中。德國(guó)駐波黑的維和部隊(duì)則裝備了Telerob公司的MV4系列機(jī)器人。我國(guó)沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制的PXJ-2機(jī)器人也加入了公安部隊(duì)的行列。
美國(guó)Remotec公司的Andros系列機(jī)器人受到各國(guó)軍警部門(mén)的歡迎,白宮及國(guó)會(huì)大廈的警察局都購(gòu)買(mǎi)了這種機(jī)器人。在南非總統(tǒng)選舉之前,警方購(gòu)買(mǎi)了四臺(tái)AndrosVIA型機(jī)器人,它們?cè)谶x舉過(guò)程中總共執(zhí)行了100多次任務(wù)。 Andros機(jī)器人可用于小型隨機(jī)爆炸物的處理,它是美國(guó)空軍客機(jī)及客車(chē)上使用的唯一的機(jī)器人。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后,美國(guó)海軍也曾用這種機(jī)器人在沙特阿拉伯和科威特的空軍基地清理地雷及未爆炸的彈藥。美國(guó)空軍還派出5臺(tái)Andros機(jī)器人前往科索沃,用于爆炸物及子炮彈的清理??哲娒總€(gè)現(xiàn)役排爆小隊(duì)及航空救援中心都裝備有一臺(tái)Andros VI。
我國(guó)研制的排爆機(jī)器人
排爆機(jī)器人不僅可以排除炸彈,利用它的偵察傳感器還可監(jiān)視犯罪分子的活動(dòng)。監(jiān)視人員可以在遠(yuǎn)處對(duì)犯罪分子晝夜進(jìn)行觀察,監(jiān)聽(tīng)他們的談話,不必暴露自己就可對(duì)情況了如指掌。
1993年初,在美國(guó)發(fā)生了韋科莊園教案,為了弄清教徒們的活動(dòng),聯(lián)邦調(diào)查局使用了兩種機(jī)器人。一種是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型機(jī)器人,另一種是RST公司研制的STV機(jī)器人。STV是一輛6輪遙控車(chē),采用無(wú)線電及光纜通信。車(chē)上有一個(gè)可升高到4.5米的支架 ,上面裝有彩色立體攝像機(jī)、晝用瞄準(zhǔn)具、微光夜視瞄具、雙耳音頻探測(cè)器、化學(xué)探測(cè)器、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、目標(biāo)跟蹤用的前視紅外傳感器等。該車(chē)僅需一名操作人員,遙控距離達(dá)10公里。在這次行動(dòng)中共出動(dòng)了3臺(tái)STV,操作人員遙控機(jī)器人行駛到距莊園548米的地方停下來(lái),升起車(chē)上的支架,利用攝像機(jī)和紅外探測(cè)器向窗內(nèi)窺探,聯(lián)邦調(diào)查局的官員們圍著熒光屏觀察傳感器發(fā)回的圖像,可以把屋里的活動(dòng)看得一清二楚。
機(jī)器人指揮
其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個(gè)完整的定義,自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說(shuō)明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來(lái),機(jī)器人所涵蓋的內(nèi)容越來(lái)越豐富,機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。
禮儀機(jī)器人
該定義強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人應(yīng)當(dāng)仿人的含義,即它靠手進(jìn)行作業(yè),靠腳實(shí)現(xiàn)移動(dòng),由腦來(lái)完成統(tǒng)一指揮的作用。非接觸傳感器和接觸傳感器相當(dāng)于人的五官,使機(jī)器人能夠識(shí)別外界環(huán)境,而平衡覺(jué)和固有覺(jué)則是機(jī)器人感知本身狀態(tài)所不可缺少的傳感器。這里描述的不是工業(yè)機(jī)器人而是自主機(jī)器人。
機(jī)器人的定義是多種多樣的,其原因是它具有一定的模糊性。動(dòng)物一般具有上述這些要素,所以在把機(jī)器人理解為仿人機(jī)器的同時(shí),也可以廣義地把機(jī)器人理解為仿動(dòng)物的機(jī)器。
1988年法國(guó)的埃斯皮奧將機(jī)器人定義為:“機(jī)器人學(xué)是指設(shè)計(jì)能根據(jù)傳感器信息實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)劃好的作業(yè)系統(tǒng),并以此系統(tǒng)的使用方法作為研究對(duì)象”。
1987年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義:“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能,能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。”
我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是:“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器,所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力,是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。在研究和開(kāi)發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過(guò)程中,人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動(dòng)和交互技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深,機(jī)器人技術(shù)開(kāi)始源源不斷地向人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn),人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動(dòng)和交互能力的特種機(jī)器人和各種智能機(jī)器,如移動(dòng)機(jī)器人、微機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空中空間機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人等。對(duì)不同任務(wù)和特殊環(huán)境的適應(yīng)性,也是機(jī)器人與一般自動(dòng)化裝備的重要區(qū)別。這些機(jī)器人從外觀上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初仿人型機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人所具有的形狀,更加符合各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增強(qiáng),從而為機(jī)器人技術(shù)開(kāi)辟出更加廣闊的發(fā)展空間。
中國(guó)工程院院長(zhǎng)宋健指出:“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是20世紀(jì)自動(dòng)控制最有說(shuō)服力的成就,是當(dāng)代最高意義上的自動(dòng)化”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果,代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿,它在人類(lèi)生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國(guó)際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。
我國(guó)的機(jī)器人專(zhuān)家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類(lèi),即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類(lèi)的各種先進(jìn)機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨(dú)立成體系的趨勢(shì),如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前,國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者,從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類(lèi):制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人,這和我國(guó)的分類(lèi)是一致的。
樂(lè)高RCX機(jī)器人
RCX是是一塊可編程積木,即課堂機(jī)器人(機(jī)器人指令系統(tǒng))的大腦。它是整個(gè)用樂(lè)高積木、馬達(dá)、傳感器等組建搭建的機(jī)器人系統(tǒng)的中樞,就像大腦一樣控制、指揮機(jī)器人的行為。使用ROBOLAB軟件,人們可以創(chuàng)造、搭建、編程真正的機(jī)器人,讓它運(yùn)動(dòng)、做運(yùn)動(dòng)、甚至自己去“想”。
RCX不僅可以通過(guò)紅外發(fā)射儀與計(jì)算機(jī)通信,還可以通過(guò)紅外收發(fā)與其它RCX通信,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)通信,配合豐富多彩的樂(lè)高積木和樂(lè)高傳感器或第三方的儀器設(shè)備,適合高校組建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室或機(jī)器人課程,讓學(xué)生們動(dòng)手創(chuàng)造各種大型機(jī)電一體化系統(tǒng),將抽象的理論知識(shí)和構(gòu)思化為具體的模型。計(jì)算機(jī)高手們則試圖用各種官方或非官門(mén)的語(yǔ)言控制RCX,如 C、VB、NQC、Java、LegOS、pbForth等。
作為控制模塊和微型電腦,RCX可用于機(jī)器人系統(tǒng)模型的輸入和輸出控制。使用ROBOLAB軟件在PC機(jī)或蘋(píng)果機(jī)上編寫(xiě)程序,通過(guò)連接在計(jì)算機(jī)串口上的紅外線發(fā)射儀將程序下載到RCX,RCX即可脫離計(jì)算機(jī),獨(dú)立執(zhí)行程序,控制一系列輸入和輸出,來(lái)響應(yīng)周?chē)h(huán)境并做出正確的動(dòng)作。
基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集。RCX不僅是機(jī)器人的大腦,還可作為一個(gè)微型便攜式計(jì)算機(jī)連接各種工業(yè)傳感器,可以采集、儲(chǔ)存數(shù)據(jù),可以實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī),人們可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和顯示。
樂(lè)高公司提供了多種微型電器如紅外發(fā)射器,觸碰傳感器,馬達(dá),光電傳感器等
三、信息教育中的“智能機(jī)器人”是指什么啊???
智能機(jī)器人
機(jī)器人現(xiàn)在已被廣泛地用于生產(chǎn)和生活的許多領(lǐng)域,按其擁有智能的水平可以分為三個(gè)層次.
一是工業(yè)機(jī)器人,它只能死板地按照人給它規(guī)定的程序工作,不管外界條件有何變化,自己都不能對(duì)程序也就是對(duì)所做的工作作相應(yīng)的調(diào)整.如果要改變機(jī)器人所做的工作,必須由人對(duì)程序作相應(yīng)的改變,因此它是毫無(wú)智能的.
二是初級(jí)智能機(jī)器人.它和工業(yè)機(jī)器人不一樣,具有象人那樣的感受,識(shí)別,推理和判斷能力.可以根據(jù)外界條件的變化,在一定范圍內(nèi)自行修改程序,也就是它能適應(yīng)外界條件變化對(duì)自己怎樣作相應(yīng)調(diào)整.不過(guò),修改程序的原則由人預(yù)先給以規(guī)定.這種初級(jí)智能機(jī)器人已擁有一定的智能,雖然還沒(méi)有自動(dòng)規(guī)劃能力,但這種初級(jí)智能機(jī)器人也開(kāi)始走向成熟,達(dá)到實(shí)用水平.
三是高級(jí)智能機(jī)器人.它和初級(jí)智能機(jī)器人一樣,具有感覺(jué),識(shí)別,推理和判斷能力,同樣可以根據(jù)外界條件的變化,在一定范圍內(nèi)自行修改程序.所不同的是,修改程序的原則不是由人規(guī)定的,面是機(jī)器人自己通過(guò)學(xué)習(xí),總結(jié)經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲得修改程序的原則.所以它的智能高出初能智能機(jī)器人.這種機(jī)器人已擁有一定的自動(dòng)規(guī)劃能力,能夠自己安排自己的工作.這種機(jī)器人可以不要人的照料,完全獨(dú)立的工作,故稱(chēng)為高級(jí)自律機(jī)器人.這種機(jī)器人也開(kāi)始走向?qū)嵱?
智能機(jī)器人
我們從廣泛意義上理解所謂的智能機(jī)器人,它給人的最深刻的印象是一個(gè)獨(dú)特的進(jìn)行自我控制的“活物”。其實(shí),這個(gè)自控“活物”的主要器官并沒(méi)有像真正的人那樣微妙而復(fù)雜。
智能機(jī)器人具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器,如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)。除具有感受器外,它還有效應(yīng)器,作為作用于周?chē)h(huán)境的手段。這就是筋肉,或稱(chēng)自整步電動(dòng)機(jī),它們使手、腳、長(zhǎng)鼻子、觸角等動(dòng)起來(lái)。
智能機(jī)器人之所以叫智能機(jī)器人,這是因?yàn)樗邢喈?dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”。在腦中起作用的是中央計(jì)算機(jī),這種計(jì)算機(jī)跟操作它的人有直接的聯(lián)系。最主要的是,這樣的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行按目的安排的動(dòng)作。正因?yàn)檫@樣,我們才說(shuō)這種機(jī)器人才是真正的機(jī)器人,盡管它們的外表可能有所不同。
我們稱(chēng)這種機(jī)器人為自控機(jī)器人,以便使它同前面談到的機(jī)器人區(qū)分開(kāi)來(lái)。它是控制論產(chǎn)生的結(jié)果,控制論主張這樣的事實(shí):生命和非生命有目的的行為在很多方面是一致的。正像一個(gè)智能機(jī)器人制造者所說(shuō)的,機(jī)器人是一種系統(tǒng)的功能描述,這種系統(tǒng)過(guò)去只能從生命細(xì)胞生長(zhǎng)的結(jié)果中得到,現(xiàn)在它們已經(jīng)成了我們自己能夠制造的東西了。
智能機(jī)器人能夠理解人類(lèi)語(yǔ)言,用人類(lèi)語(yǔ)言同操作者對(duì)話,在它自身的“意識(shí)”中單獨(dú)形成了一種使它得以“生存”的外界環(huán)境——實(shí)際情況的詳盡模式。它能分析出現(xiàn)的情況,能調(diào)整自己的動(dòng)作以達(dá)到操作者所提出的全部要求,能擬定所希望的動(dòng)作,并在信息不充分的情況下和環(huán)境迅速變化的條件下完成這些動(dòng)作。當(dāng)然,要它和我們?nèi)祟?lèi)思維一模一樣,這是不可能辦到的。不過(guò),仍然有人試圖建立計(jì)算機(jī)能夠理解的某種“微觀世界”。比如維諾格勒在麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室里制作的機(jī)器人。這個(gè)機(jī)器試圖完全學(xué)會(huì)玩積木:積木的排列、移動(dòng)和幾何圖案結(jié)構(gòu),達(dá)到一個(gè)小孩子的程度。這個(gè)機(jī)器人能獨(dú)自行走和拿起一定的物品,能“看到”東西并分析看到的東西,能服從指令并用人類(lèi)語(yǔ)言回答問(wèn)題。更重要的是它具有“理解”能力。為此,有人曾經(jīng)在一次人工智能學(xué)術(shù)會(huì)議上說(shuō)過(guò),不到十年,我們把電子計(jì)算機(jī)的智力提高了10倍;如維諾格勒所指出的,計(jì)算機(jī)具有明顯的人工智能成分。
不過(guò),盡管機(jī)器人人工智能取得了顯著的成績(jī),控制論專(zhuān)家們認(rèn)為它可以具備的智能水平的極限并未達(dá)到。問(wèn)題不光在于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度不夠和感覺(jué)傳感器種類(lèi)少,而且在于其他方面,如缺乏編制機(jī)器人理智行為程序的設(shè)計(jì)思想。你想,現(xiàn)在甚至連人在解決最普通的問(wèn)題時(shí)的思維過(guò)程都沒(méi)有破譯,人類(lèi)的智能會(huì)如何呢——這種認(rèn)識(shí)過(guò)程進(jìn)展十分緩慢,又怎能掌握規(guī)律讓計(jì)算機(jī)“思維”速度快點(diǎn)呢?因此,沒(méi)有認(rèn)識(shí)人類(lèi)自己這個(gè)問(wèn)題成了機(jī)器人發(fā)展道路上的絆腳石。制造“生活”在具有不固定性環(huán)境中的智能機(jī)器人這一課題,近年來(lái)使人們對(duì)發(fā)生在生物系統(tǒng)、動(dòng)物和人類(lèi)大腦中的認(rèn)識(shí)和自我認(rèn)識(shí)過(guò)程進(jìn)行了深刻研究。結(jié)果就出現(xiàn)了等級(jí)自適應(yīng)系統(tǒng)說(shuō),這種學(xué)說(shuō)正在有效地發(fā)展著。作為組織智能機(jī)器人進(jìn)行符合目的的行為的理論基礎(chǔ),我們的大腦是怎樣控制我們的身體呢?純粹從機(jī)械學(xué)觀點(diǎn)來(lái)粗略估算,我們的身體也具有兩百多個(gè)自由度。當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行寫(xiě)字、走路、跑步、游泳、彈鋼琴這些復(fù)雜動(dòng)作的時(shí)候,大腦究竟是怎樣對(duì)每一塊肌肉發(fā)號(hào)施令的呢?大腦怎么能在最短的時(shí)間內(nèi)處理完這么多的信息呢?我們的大腦根本沒(méi)有參與這些活動(dòng)。大腦——我們的中心信息處理機(jī)“不屑于”去管這個(gè)。它根本不去監(jiān)督我們身體的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位,動(dòng)作的詳細(xì)設(shè)計(jì)是在比大腦皮層低得多的水平上進(jìn)行的。這很像用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)一樣,只要指出“間隔為一的從1~20的一組數(shù)字”,機(jī)器人自己會(huì)將這組指令輸入詳細(xì)規(guī)定的操作系統(tǒng)。最明顯的就是,“一接觸到熱的物體就把手縮回來(lái)”這類(lèi)最明顯的指令甚至在大腦還沒(méi)有意識(shí)到的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)出了。
把一個(gè)大任務(wù)在幾個(gè)皮層之間進(jìn)行分配,這比控制器官給構(gòu)成系統(tǒng)的每個(gè)要素規(guī)定必要?jiǎng)幼鞯膰?yán)格集中的分配合算、經(jīng)濟(jì)、有效。在解決重大問(wèn)題的時(shí)候,這樣集中化的大腦就會(huì)顯得過(guò)于復(fù)雜,不僅腦顱,甚至連人的整個(gè)身體都容納不下。在完成這樣或那樣的一些復(fù)雜動(dòng)作時(shí),我們通常將其分解成一系列的普遍的小動(dòng)作 (如起來(lái)、坐下、邁右腳、邁左腳)。教給小孩各種各樣的動(dòng)作可歸結(jié)為在小孩的“存儲(chǔ)器”中形成并鞏固相應(yīng)的小動(dòng)作。同樣的道理,知覺(jué)過(guò)程也是如此組織起來(lái)的。感性形象——這是聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)或觸覺(jué)脈沖的固定序列或組合 (馬、人),或者是序列和組合二者兼而有之。
學(xué)習(xí)能力是復(fù)雜生物系統(tǒng)中組織控制的另一個(gè)普遍原則,是對(duì)先前并不知道、在相當(dāng)廣泛范圍內(nèi)發(fā)生變化的生活環(huán)境的適應(yīng)能力。這種適應(yīng)能力不僅是整個(gè)機(jī)體所固有的,而且是機(jī)體的單個(gè)器官、甚至功能所固有的,這種能力在同一個(gè)問(wèn)題應(yīng)該解決多次的情況下是不可替代的??梢?jiàn),適應(yīng)能力這種現(xiàn)象,在整個(gè)生物界的合乎目的的行為中起著極其重要的作用。本世紀(jì)初,動(dòng)物學(xué)家桑戴克進(jìn)行了下面的動(dòng)物試驗(yàn)。先設(shè)計(jì)一個(gè)帶有三個(gè)小平臺(tái)的T形迷宮,試驗(yàn)動(dòng)物位于字母T底點(diǎn)上的小平臺(tái)上,誘餌位于字母T橫梁兩頭的小平臺(tái)上。這個(gè)動(dòng)物只可能做出以下兩種選擇,即跑到岔口后,它可以轉(zhuǎn)向左邊或右邊的小平臺(tái)。但是,在通向誘餌的路上埋伏著使它不愉快的東西:走廊兩側(cè)裝著電極,電壓以某種固定頻率輸進(jìn)這些電極之中,于是跑著經(jīng)過(guò)這些電極的動(dòng)物便受到疼痛的刺激——外界發(fā)出懲罰信號(hào)。而另一邊平臺(tái)上等著動(dòng)物的誘餌則是外界獎(jiǎng)勵(lì)的信號(hào)。實(shí)驗(yàn)中,如果一邊走廊的刺激概率大大超過(guò)另一走廊中的刺激概率,那么,動(dòng)物自然會(huì)適應(yīng)外界情況:反復(fù)跑幾次以后,動(dòng)物朝刺激概率低、痛苦少的那邊走廊跑去。桑戴克作試驗(yàn)最多的是老鼠。如老鼠就更快地選擇比較安全的路線,并且在懲罰相差不大的情況下自信地選擇一條比較安全的路線,其它作試驗(yàn)的動(dòng)物是帶著不同程度的自適應(yīng)性來(lái)體現(xiàn)這一點(diǎn)的,不過(guò),這種能力是參加試驗(yàn)的各種動(dòng)物都具有的。
控制機(jī)器人的問(wèn)題在于模擬動(dòng)物運(yùn)動(dòng)和人的適應(yīng)能力。建立機(jī)器人控制的等級(jí)——首先是在機(jī)器人的各個(gè)等級(jí)水平上和子系統(tǒng)之間實(shí)行知覺(jué)功能、信息處理功能和控制功能的分配。第三代機(jī)器人具有大規(guī)模處理能力,在這種情況下信息的處理和控制的完全統(tǒng)一算法,實(shí)際上是低效的,甚至是不中用的。所以,等級(jí)自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)首先是為了提高機(jī)器人控制的質(zhì)量,也就是降低不定性水平,增加動(dòng)作的快速性。為了發(fā)揮各個(gè)等級(jí)和子系統(tǒng)的作用,必須使信息量大大減少。因此算法的各司其職使人們可以在不定性大大減少的情況下來(lái)完成任務(wù)。
總之,智能的發(fā)達(dá)是第三代機(jī)器人的一個(gè)重要特征。人們根據(jù)機(jī)器人的智力水平?jīng)Q定其所屬的機(jī)器人代別。有的人甚至依此將機(jī)器人分為以下幾類(lèi):受控機(jī)器人——“零代”機(jī)器人,不具備任何智力性能,是由人來(lái)掌握操縱的機(jī)械手;可以訓(xùn)練的機(jī)器人——第一代機(jī)器人,擁有存儲(chǔ)器,由人操作,動(dòng)作的計(jì)劃和程序由人指定,它只是記住 (接受訓(xùn)練的能力)和再現(xiàn)出來(lái);感覺(jué)機(jī)器人——機(jī)器人記住人安排的計(jì)劃后,再依據(jù)外界這樣或那樣的數(shù)據(jù) (反饋)算出動(dòng)作的具體程序;智能機(jī)器人——人指定目標(biāo)后,機(jī)器人獨(dú)自編制操作計(jì)劃,依據(jù)實(shí)際情況確定動(dòng)作程序,然后把動(dòng)作變?yōu)椴僮鳈C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。因此,它有廣泛的感覺(jué)系統(tǒng)、智能、模擬裝置(周?chē)闆r及自身——機(jī)器人的意識(shí)和自我意識(shí))。
怎樣變聰明的
人工智能專(zhuān)家指出:計(jì)算機(jī)不僅應(yīng)該去做人類(lèi)指定它做的事,還應(yīng)該獨(dú)自以最佳方式去解決許多事情。比如說(shuō),核算電費(fèi)或從事銀行業(yè)務(wù)的普通計(jì)算機(jī)的全部程序就是準(zhǔn)確無(wú)誤地完成指令表,而某些科研中心的計(jì)算機(jī)卻會(huì)“思考”問(wèn)題。前者運(yùn)轉(zhuǎn)迅速,但絕無(wú)智能;后者儲(chǔ)存了比較復(fù)雜的程序,計(jì)算機(jī)里塞滿(mǎn)了信息,能模仿人類(lèi)的許多能力 (在某些情況下甚至超過(guò)我們?nèi)说哪芰Γ?/p>
為了研究這個(gè)問(wèn)題,許多科學(xué)家都曾耗盡了自己一生的心血。如第二次世界大戰(zhàn)期間,英國(guó)數(shù)學(xué)家圖靈發(fā)明了一種機(jī)器,這種機(jī)器成了現(xiàn)代機(jī)器人的鼻祖。這是一種破譯敵方通訊的系統(tǒng)。后來(lái),圖靈用整個(gè)一生去幻想制造出一種會(huì)學(xué)習(xí)、有智能的機(jī)器。而在1945年10月的普林斯頓,另一位著名的數(shù)字家馮·奈曼卻設(shè)計(jì)了一個(gè)被稱(chēng)為“人工大腦”的東西。他和自己的學(xué)生都是心理學(xué)和神經(jīng)學(xué)的狂熱迷戀者,為了制造人類(lèi)行為的數(shù)學(xué)模擬機(jī),他們?cè)馐芰硕啻问?,最后失去了制造“人工智能”可能性的信心。早期的?jì)算裝置過(guò)于笨重,部件尺寸太大,使得馮·奈曼無(wú)法解決如何用這些部件來(lái)代替極小極小的神經(jīng)細(xì)胞這樣一個(gè)難題,因?yàn)楫?dāng)時(shí)人類(lèi)的大腦被看作是某種相互聯(lián)系的神經(jīng)元編織成的東西,所以就可以把它想象成某種計(jì)算裝置,其中循環(huán)的不是能量,而是信息。科學(xué)家們想到,如果接受這樣的對(duì)比的話,為什么不能發(fā)明出一種使信息通過(guò)以后產(chǎn)生智能的系統(tǒng)呢?
于是他們提出了人工思維的各種理論。比如,物理學(xué)家馬克便提出了企圖使機(jī)器人用二進(jìn)位或二進(jìn)位邏輯元件進(jìn)行思維的方法。這個(gè)方法被大家認(rèn)為是非常簡(jiǎn)便的方法。1956年科學(xué)家們召開(kāi)了第一屆大型研討會(huì),許多專(zhuān)家學(xué)者主張采用“人工智能”這個(gè)術(shù)語(yǔ)作為研究對(duì)象的名稱(chēng)。兩位不出名的研究者——內(nèi)維爾和西蒙提出了不同凡響的設(shè)想。他們研究了兩個(gè)人借助于信號(hào)裝置和按鈕系統(tǒng)進(jìn)行交際的方式。這個(gè)系統(tǒng)要把這兩個(gè)人的行為分解為一系列簡(jiǎn)單動(dòng)作和邏輯動(dòng)作。因?yàn)樵谶@兩個(gè)研究者的工作地點(diǎn)裝有兩臺(tái)大型計(jì)算機(jī),所以他們倆常把自己的試驗(yàn)從腳到頭倒著進(jìn)行消遣取樂(lè):把簡(jiǎn)單的邏輯規(guī)則輸入計(jì)算機(jī),使它養(yǎng)成進(jìn)行復(fù)雜推理的能力。這真是一個(gè)天才的想法;計(jì)算機(jī)程序不僅進(jìn)行工作,而且靠它幫助,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新定理,這個(gè)定理證明完全出乎意料之外,而且比以前所有的證明還要優(yōu)美得多。內(nèi)維爾和西蒙發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奠定性的原則,即賦予機(jī)器人智能用不著非得弄懂人類(lèi)大腦不可。需要研究的不是我們的大腦是怎樣工作,而是它做些什么;需要分析人的行為,研究人的行為獲得知識(shí)的過(guò)程,而不需要探究神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的理論。簡(jiǎn)單地講,應(yīng)著重的是心理學(xué),而不是生理學(xué)。
從此,研究者便開(kāi)始沿著上述方向前進(jìn)了。不過(guò),他們還一直在爭(zhēng)論這樣的問(wèn)題:用什么方式使計(jì)算機(jī)“思維”。
有一派研究者以邏輯學(xué)為研究點(diǎn),試圖把推理過(guò)程分為一系列的邏輯判斷。計(jì)算機(jī)從一個(gè)判斷進(jìn)到另一個(gè)判斷,得出合乎邏輯的結(jié)論。象眾所周知的三段論一樣:“所有的動(dòng)物都會(huì)死掉;小刺唱是動(dòng)物,因此,小刺猖也會(huì)死掉。”計(jì)算機(jī)能否獲得幼童一樣的智力水平呢?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們有兩種相反的見(jiàn)解。伯克利的哲學(xué)教師德賴(lài)弗斯帶頭激烈反對(duì)“人工智能派”。他說(shuō)人工智能派的理論是煉金術(shù)。他認(rèn)為,任何時(shí)候也無(wú)法將人的思維進(jìn)行程序設(shè)計(jì),因?yàn)橛幸粋€(gè)最簡(jiǎn)單不過(guò)的道理:人是連同自己的肉體一起來(lái)認(rèn)識(shí)世界的,人不僅僅由智能構(gòu)成。
他進(jìn)一步舉例:計(jì)算機(jī)也許懂得飯店是什么意思,但它絕不會(huì)懂得得客人是否用腳吃飯,不懂得服務(wù)小姐是飛到桌邊,還是爬到腳邊;總之,計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)也不會(huì)有足夠的知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)世界。但麻省理工學(xué)院的研究員明斯基卻不同意德賴(lài)弗斯的觀點(diǎn),他認(rèn)為機(jī)器人的智能是無(wú)限的。他對(duì)“人工智能”的解釋是:這是一門(mén)科學(xué),它使機(jī)器去做這樣一種事情,如果這種事情由人來(lái)做的話,就會(huì)被認(rèn)為是有智力的行為。明斯基同時(shí)是一位物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家,還對(duì)心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、神經(jīng)學(xué)都有所研究。他指出,人工智能是心理學(xué)的一個(gè)新門(mén)類(lèi),這個(gè)門(mén)類(lèi)用實(shí)驗(yàn)的方法,以計(jì)算機(jī)為手段模擬人類(lèi)思維的本性。他認(rèn)為自己所研究的計(jì)算機(jī),是一門(mén)全新的科學(xué);當(dāng)然機(jī)器并不是人,它永遠(yuǎn)沒(méi)有人的那種快樂(lè)或是痛苦的情感體驗(yàn),只是熱衷于掌握純粹的知識(shí)。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)吧,人可以給計(jì)算機(jī)輸入“水”的概念:水是一種液體,表面是平的;如果從一個(gè)容器倒入另一個(gè)容器里,其數(shù)量不變;水可以從有洞的容器里漏出來(lái),能弄濕衣服,等等。但是,它獲得有關(guān)水的最一般的信息之后,就盡力回答一個(gè)很重要的問(wèn)題:“如果將盛滿(mǎn)水的玻璃杯傾斜,那會(huì)怎樣呢?”計(jì)算機(jī)在它的熒光屏上顯示出了一只傾斜到水平位置的玻璃杯,盡管計(jì)算機(jī)知道引力定律,但它還是固執(zhí)地在熒光屏上顯示:玻璃杯歪倒了,可液體就是不外流。計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)從痛苦的、但卻是有益的經(jīng)驗(yàn)中體驗(yàn)到那種衣服被弄濕的人所感受到的不快心情。
所以有一個(gè)名叫申克的心理學(xué)家正領(lǐng)導(dǎo)一批學(xué)者從事這個(gè)令人感興趣的課題的研究:讓計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)閱讀和概括讀物內(nèi)容,回答有關(guān)問(wèn)題;讓計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)幾種人類(lèi)語(yǔ)言,并互相翻譯;讓計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)對(duì)話、學(xué)習(xí)論證藝術(shù)、背單詞……
與人對(duì)話
美國(guó)耶魯大學(xué)曾經(jīng)設(shè)計(jì)了一臺(tái)這樣的計(jì)算機(jī):它的存儲(chǔ)器里沒(méi)有保存預(yù)先準(zhǔn)備好的固定說(shuō)法,它自行編制答話,會(huì)論證,會(huì)“思考”,某種程度上有點(diǎn)像人。靠著心理學(xué)和信息論,科學(xué)家為自己提出了一個(gè)令世人驚異不已的課題:把人的思維方式和行為研究清楚,然后去人工模擬它。
談到“人工智能”這個(gè)詞的時(shí)候,我們馬上會(huì)把它跟一些非真實(shí)的東西聯(lián)在一起。這個(gè)詞的出現(xiàn),令許多人提心吊膽:機(jī)器人和人一樣了,那人類(lèi)將何去何從!有的人在拼命捍衛(wèi)著人類(lèi)自身的最后一個(gè)堡壘,使其免遭機(jī)器人的傷害、侵犯。問(wèn)題之所以復(fù)雜還在于這個(gè)詞至今還沒(méi)有形成統(tǒng)一的定義。明斯基說(shuō):“這是一門(mén)科學(xué),它使機(jī)器人去做這樣一種事情,這種事情如果由人去做的話,就會(huì)被認(rèn)為是有智能的行為?!边@類(lèi)俏皮的定義用處不大,有時(shí)簡(jiǎn)直會(huì)把研究者引到實(shí)用形式主義的沼澤中去。另一個(gè)叫圖靈的研究者提出了人工智能的測(cè)試方法:如果人類(lèi)猜不出計(jì)算機(jī)跟他談話時(shí)將表述何種內(nèi)容——不知道它要說(shuō)什么,那么,這臺(tái)計(jì)算機(jī)已經(jīng)達(dá)到了人的智能水平。他的這一番高論曾經(jīng)引起了轟動(dòng),給學(xué)術(shù)界添了不少忙亂。為了排除計(jì)算機(jī)言語(yǔ)問(wèn)題,這樣的對(duì)話最好是利用電傳機(jī)進(jìn)行。對(duì)于許多控制專(zhuān)家來(lái)說(shuō),為達(dá)到圖靈所說(shuō)的水平,進(jìn)行了大量的工作。數(shù)不清的各種各樣的電子交談?wù)呒娂妴?wèn)世。
60年代末,美國(guó)控制論專(zhuān)家、麻省理工學(xué)院教師魏森鮑姆編成了幾個(gè)程序,其主要目的是滿(mǎn)足圖靈的測(cè)試條件——把吹毛求疵的技術(shù)專(zhuān)家搞糊涂。這種做法的基礎(chǔ)是似是而非的對(duì)話。在進(jìn)行這種對(duì)話時(shí),交談?wù)咧皇强雌饋?lái)像是在交談?!敖徽?wù)摺睂?shí)際上不去考慮交談對(duì)方所說(shuō)的意思,而是把聽(tīng)到的東西作些并不復(fù)雜的形式上的改變,組成自己的答話。請(qǐng)看:
研究者說(shuō):“朋友建議我到您這兒來(lái),他說(shuō)這多少可使我快樂(lè)些。”
計(jì)算機(jī)吃驚地問(wèn)道:“您的朋友建議您到這兒來(lái)?”
研究者說(shuō):“他說(shuō)我總是郁郁不樂(lè)?!?/p>
計(jì)算機(jī)說(shuō):“您郁郁不樂(lè),我很遺憾。”
詳盡研究了無(wú)聊空洞的沙龍對(duì)話之后,魏森鮑姆發(fā)明了他那富有魅力的
“機(jī)器人女士”。他發(fā)現(xiàn)他的某些同胞能在毫無(wú)興趣的情況下應(yīng)付對(duì)方談話,而且他們的對(duì)話仍能很好地進(jìn)行下去。這個(gè)機(jī)器人女士繼承了這一能力,能在問(wèn)話中找到關(guān)鍵詞語(yǔ),然后組成一些公式化的令人感到恰當(dāng)?shù)拇鸢?。看得出,這位“女士”是有些智能。但實(shí)際上,她的智能有限,只是善于偽裝罷了。“女士”的頭腦十分簡(jiǎn)單,在人說(shuō)出來(lái)的話語(yǔ)中,一些固定的關(guān)鍵詞語(yǔ)迫使它產(chǎn)生反應(yīng),提出一些固定的語(yǔ)句來(lái)。比如,當(dāng)人說(shuō)“你不知道某某”時(shí),“女士”便會(huì)答道:“為什么您認(rèn)為我不知道呢?”她能說(shuō)會(huì)道,但只不過(guò)是一個(gè)沙龍里閑聊的能手罷了。
科爾比在斯坦福大學(xué)編制了另一種計(jì)算機(jī)程序,它與上述“女士”不同。它的任務(wù)是幫助剛剛開(kāi)始工作的精神病醫(yī)生獲得某些同重病患者交談的經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)程序模擬的是患迫害狂的病人。程序中存儲(chǔ)了一定的履歷情況:佩里,28歲,未婚,在郵局工作;他極其脆弱,對(duì)涉及他的外貌、教育和信仰等所有問(wèn)題都敏感;他的愛(ài)好是看電影和賽馬;有一次,他竟朝賽馬場(chǎng)賭注登記員猛撲過(guò)去,因?yàn)槟莻€(gè)人沒(méi)付給他贏得的彩金;從此,他便開(kāi)始懼怕黑社會(huì)的報(bào)復(fù)。交談中,佩里的情緒經(jīng)常變化。如果談話主持人經(jīng)常地觸及到佩里的“痛處”,佩里便開(kāi)始激動(dòng),出現(xiàn)妄想狂癥狀。下面是他們的對(duì)話:
醫(yī)生:“您怕黑社會(huì)嗎?”
佩里:“黑手黨是最可怕的暴徒?!?/p>
醫(yī)生:“您跟黑手黨有什么聯(lián)系嗎?”
佩里:“您沒(méi)看到嗎,他們知道我?!?/p>
醫(yī)生:“他們?cè)趺磿?huì)知道你?”
佩里:“他們?cè)诒O(jiān)視我?!?/p>
醫(yī)生:“為什么?”
佩里:“他們想羅織罪名把我打入監(jiān)獄。”
醫(yī)生:“他們?yōu)槭裁匆δ???/p>
佩里:“他們想置我于死地?!?/p>
醫(yī)生:“為什么呢?”
佩里:“我掌握著黑手黨的罪證?!?/p>
一群精神病醫(yī)生被安排通過(guò)電傳機(jī)跟一個(gè)真病人和佩里同時(shí)進(jìn)行交談,雖然他們知道其中一個(gè)交談?wù)呤怯?jì)算機(jī),但猜不出究竟哪個(gè)是計(jì)算機(jī)。這樣,圖靈測(cè)試法便開(kāi)始發(fā)生作用了。后來(lái)發(fā)生了更加有趣的事,先前魏森鮑姆制作了一個(gè)模擬精神病醫(yī)生醫(yī)治某些神經(jīng)功能失調(diào)癥的機(jī)器人;后來(lái)產(chǎn)生了用這個(gè)機(jī)器人來(lái)治佩里的想法,這是它們之間的對(duì)話:
醫(yī)生:“您好,請(qǐng)說(shuō)說(shuō)您哪兒不舒服?”
佩里:“我有時(shí)生別人的氣?!?/p>
醫(yī)生:“我不太理解您說(shuō)的意思?!?/p>
佩里:“您應(yīng)該注意聽(tīng)些?!?/p>
醫(yī)生:“請(qǐng)繼續(xù)說(shuō)吧?!?/p>
佩里:“我曾經(jīng)去過(guò)貝—梅多烏斯賽馬場(chǎng)?!?/p>
醫(yī)生:“您去干什么?”
佩里:“我去賽馬了?!?/p>
醫(yī)生:“您還想討論什么?”
佩里:“我對(duì)賽馬感興趣?!?/p>
醫(yī)生:“您為什么要說(shuō)這些呢?”
佩里:“那里賽馬賭博時(shí)搗鬼?!?/p>
醫(yī)生:“我不太明白您的意思?!?/p>
佩里:“您真是個(gè)令人討厭的人!”
醫(yī)生:“您喜歡把我看作是個(gè)真正令人討厭的人嗎?”
佩里:“我聽(tīng)膩了?!?/p>
醫(yī)生:“為什么?”
佩里:“再見(jiàn)!”
醫(yī)生:“認(rèn)識(shí)您十分高興。您應(yīng)交付399美元25美分?!?/p>
這就是它們的對(duì)話,交談得不錯(cuò),盡管醫(yī)生有些“瞎蒙”。程序員準(zhǔn)備逐步完善“佩里”的程序,以便年輕的醫(yī)生們能在對(duì)話過(guò)程中“治愈”這個(gè)人造病人。到那時(shí),大學(xué)生們便可以通過(guò)跟計(jì)算機(jī)交談來(lái)學(xué)習(xí),免去面對(duì)真正的精神病人時(shí)因醫(yī)術(shù)不熟練造成的痛苦。
教會(huì)機(jī)器人去抓住這樣或那樣的實(shí)質(zhì)更為重要。跟計(jì)算機(jī)談話有兩種類(lèi)型:有限的交談和有限的理解。在有限的交談中,機(jī)器人“理解”它所交談的全部?jī)?nèi)容,不過(guò)只是涉及到確定話題的情形下,比方說(shuō),下棋或擺積木。在有限的理解時(shí),可以同它隨意交談,但是它卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能全部理解你的話。魏森鮑姆編制的機(jī)器人“女士”這個(gè)程序正屬于此類(lèi)?!芭俊敝荒鼙砻嫔侠斫馐录同F(xiàn)象。不過(guò),隨著控制對(duì)話理論和實(shí)踐的發(fā)展,機(jī)器人的言語(yǔ)變得越來(lái)越能表達(dá)意思了。圖靈測(cè)試法開(kāi)始經(jīng)常性地生效了。
美國(guó)的一家電子計(jì)算機(jī)公司的副董事長(zhǎng),陰差陽(yáng)錯(cuò),接受了一次圖靈標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。從此,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地位開(kāi)始下降了。因?yàn)榭刂茖?zhuān)家們由此發(fā)現(xiàn),它也不是檢驗(yàn)計(jì)算機(jī)智能極限的最佳標(biāo)準(zhǔn)。
最佳標(biāo)準(zhǔn)是什么呢?怎樣的智能水平才夠稱(chēng)得上是真正的“智能”機(jī)器人呢?這又成了擺在智能科學(xué)家面前的一個(gè)新問(wèn)題。
機(jī)器人教給你
計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展是建立在許多科學(xué)研究者“異想天開(kāi)”的主觀設(shè)想和辛勤勞動(dòng)的客觀實(shí)踐的基礎(chǔ)之上的。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),一些學(xué)者在研制控制對(duì)話原理,做出了不少貢獻(xiàn)。此時(shí),另一些實(shí)踐家和實(shí)用主義者則努力將機(jī)器人的這種新能力套在科技進(jìn)步的大車(chē)上,他們決心讓機(jī)器人具備具體的領(lǐng)域中的某些知識(shí)。
我們知道,計(jì)算機(jī)所獲得的全部信息因素被一個(gè)相互依賴(lài)的復(fù)雜系統(tǒng)聯(lián)系在一起。計(jì)算機(jī)比起邏輯推理來(lái),更經(jīng)常地采用類(lèi)比和判斷的方法,它將這些要素進(jìn)行歸類(lèi)、合并和綜合,漸漸地發(fā)展了自己的“思維”能力?,F(xiàn)在我們來(lái)回顧一下機(jī)器人在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中的一些歷史性事件。
最初一批這樣的計(jì)算機(jī)誕生于50年代末。它們證明了約40個(gè)定理,并且能解答象“建造兒童金字塔”一類(lèi)的簡(jiǎn)單小問(wèn)題。到60年代,人們已經(jīng)能夠同計(jì)算機(jī)談?wù)撎鞖庵?lèi)的話題了,因?yàn)檫@些計(jì)算機(jī)了解氣象學(xué),并具備正確造句所必需的句法知識(shí)。比如,如果對(duì)它說(shuō):“我不喜歡夏天下雨?!彼鼤?huì)彬彬有禮地回答:“是的,不過(guò)夏天并不經(jīng)常下雨?!贝送猓€有一個(gè)叫“棒球”的程序能解答與本年度比賽有關(guān)的所有問(wèn)題:比賽地點(diǎn)、比分、參賽隊(duì)的人員情況。而“談?wù)劇背绦?,它已?jīng)開(kāi)始對(duì)交談?wù)叩募彝リP(guān)系感興趣了,盡管它確實(shí)對(duì)此一無(wú)所知。只是到了1965年,機(jī)器人“先生”才開(kāi)始更多地注意詞義,而不僅是單詞在句中的排列順序。計(jì)算機(jī)“學(xué)生”也是這種類(lèi)型的,像一個(gè)學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生,能解答一次方程,能用流利的英語(yǔ)敘述解方程的順序。
輸入計(jì)算機(jī)中的知識(shí)專(zhuān)業(yè)化程度越高,計(jì)算機(jī)掌握它們的可能性就越大。現(xiàn)在,有些計(jì)算機(jī)已成了真正的“技術(shù)顧問(wèn)”。比如,它們已經(jīng)在協(xié)助專(zhuān)家們?nèi)ゴ_定哪個(gè)地層礦產(chǎn)豐富;協(xié)助專(zhuān)家們作出有關(guān)傳染病的診斷。要制造出這樣的“專(zhuān)家”來(lái),必須把人——專(zhuān)家的知識(shí),傳授給它們。然而,不管令人多么難以置信,主要困難仍在于怎樣把這些知識(shí)從人的大腦中“全掏”出來(lái)。比如,醫(yī)生作出診斷時(shí),根據(jù)經(jīng)驗(yàn),遵守一些規(guī)則。這些規(guī)則,他幾乎是在下意識(shí)地和機(jī)械地加以運(yùn)用的。研究者們花費(fèi)了好多時(shí)間去采訪醫(yī)生和其他專(zhuān)家,以便弄清楚他們思維過(guò)程所固有的基本規(guī)律。只要能將他們思維的全部過(guò)程還原,那么,再把它復(fù)制于計(jì)算機(jī)程序中,這相對(duì)來(lái)說(shuō)就不復(fù)雜了。從1965年開(kāi)始,計(jì)算機(jī)中的第一個(gè)“專(zhuān)家”便由法伊根鮑姆在斯坦福制成了。它一出生,就自告奮勇地幫助化學(xué)家確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu);另一個(gè)技術(shù)顧問(wèn)“探礦者”,工作起來(lái)更是嚴(yán)謹(jǐn)。它詳細(xì)地研究地質(zhì)圖和土壤樣圖,以便確定存在的礦床。它居然在華盛頓州發(fā)現(xiàn)了一座蘊(yùn)藏豐富的鉬礦。
而計(jì)算機(jī)“醫(yī)生”,它的程序編制于70年代。它在得知診斷結(jié)果和主要癥狀后,能對(duì)傳染病作出診斷。最精彩的是,如果應(yīng)用人要求它解釋作出這樣診斷的理由的話,那么它任何時(shí)候都能說(shuō)明作出這種診斷的理由是這個(gè),而不是另一個(gè)。匹茲堡大學(xué)的一位計(jì)算機(jī)專(zhuān)家波烏普爾和內(nèi)科專(zhuān)家邁爾斯還設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)“科達(dá)”的程序,這個(gè)計(jì)算機(jī)在其存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)著比一個(gè)醫(yī)生在任何情況下所記住的更多的病癥。它可以把事實(shí)、評(píng)定和判斷結(jié)合起來(lái)作高難的診斷。計(jì)算機(jī)竟然學(xué)會(huì)了診斷?對(duì)的,不信,請(qǐng)看下面的實(shí)例:
有一天,人們給這臺(tái)計(jì)算機(jī)輸入了一個(gè)中年人的詳細(xì)病情。當(dāng)時(shí),這個(gè)中年人臉色難看之極,呼吸困難,被救護(hù)車(chē)送到了醫(yī)院。邁爾斯初診為心臟病發(fā)作。而計(jì)算機(jī)注意到了該病人的病情——胸廓不感到疼痛,以前發(fā)作心臟病時(shí),血壓正常,病歷中有關(guān)于糖尿病的記載,計(jì)算機(jī)先考慮了十多種疾病的癥狀,否定了這些假設(shè)的疾病。然后,在熒光屏上顯示出主要診斷結(jié)果,幾分鐘后,計(jì)算機(jī)得出確診:病人是心臟病發(fā)作。而醫(yī)生要作出同樣的確診則需要幾天的時(shí)間。在某些復(fù)雜和異常情況下,它作出的確診比私人醫(yī)生的確診更為正確、更為細(xì)心。所以邁爾斯醫(yī)生認(rèn)為,計(jì)算機(jī)幾乎總是愿意同有足夠時(shí)間的醫(yī)學(xué)專(zhuān)家研究患者的每一種病癥。例如,進(jìn)行過(guò)附加測(cè)試以后,
“科達(dá)”就可以成為醫(yī)生們的普通參謀,它甚至可以降低醫(yī)療費(fèi),因?yàn)楦鶕?jù)計(jì)算機(jī)提出的問(wèn)題,醫(yī)生指定病人去化驗(yàn)的次數(shù)將會(huì)減少。
現(xiàn)在這樣的“專(zhuān)家”隊(duì)伍已經(jīng)擴(kuò)大了。長(zhǎng)此下去,它們定將兒孫滿(mǎn)堂。例如,正在研制的電子計(jì)算機(jī),會(huì)翻譯,會(huì)辨別書(shū)面語(yǔ)和口語(yǔ),會(huì)指出錯(cuò)誤,會(huì)學(xué)習(xí),會(huì)改正錯(cuò)誤。總之,未來(lái)的“專(zhuān)家系統(tǒng)”所涉足的領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛,從天上到地下,從古代到現(xiàn)代——真正做到“天上知三分,地上全知道”(雖有點(diǎn)夸張,但符合它發(fā)展的方向和人們的愿望)。
四、機(jī)器人可以代替哪些工種?
機(jī)器人能夠取代的職業(yè)主要有:?jiǎn)我恍?、重?fù)性高的職業(yè),如分揀、搬運(yùn);計(jì)算類(lèi)的職業(yè),如部分財(cái)會(huì)和審計(jì)等。
人工智能技術(shù)推動(dòng)了機(jī)器人的廣泛和深入應(yīng)用,近幾年無(wú)人駕、金融機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、新一代工業(yè)機(jī)器人、AGV搬運(yùn)機(jī)器人、餐飲服務(wù)機(jī)器人等不斷刷新我們的認(rèn)知!“機(jī)器人時(shí)代”已經(jīng)到來(lái),不管是在生活中還是工作中都有機(jī)器人的身影。比如說(shuō)在醫(yī)院有醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)患者就醫(yī)、引導(dǎo)分診等。在工廠圖案切割、焊接等工藝有工業(yè)機(jī)器人人來(lái)完成,AGV小車(chē)代替了人工搬運(yùn)。
機(jī)器人將取代工種如下:
1、單一性、重復(fù)性工作。
智能倉(cāng)儲(chǔ),無(wú)人酒店,無(wú)人車(chē)間,汽車(chē)裝配線,這些比較單一性,重復(fù)性的工作,目前來(lái)說(shuō)都可以用機(jī)器人來(lái)取代人類(lèi)?,F(xiàn)在,電商倉(cāng)儲(chǔ)分揀和搬運(yùn)、在電子器件行業(yè)、食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等制造行業(yè)都基本上都用AGV機(jī)器人去打了人工搬運(yùn)。
2、計(jì)算類(lèi)的工作
紐約的證券交易所,銀行的后臺(tái)管理核算工作,會(huì)計(jì)事務(wù)所中的財(cái)會(huì)和審計(jì)工作的一部分,人工智能的計(jì)算能力不用多說(shuō),這是它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)的優(yōu)勢(shì)之一。
3、客服類(lèi)工作
現(xiàn)有的人工智能已經(jīng)可以對(duì)話,強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)可以讓人工智能瞬間形成回答內(nèi)容,取代各行業(yè)的客服工作比較適合。
4.其他工作
電話銷(xiāo)售員、保險(xiǎn)代理人、裁判、法律秘書(shū)、餐館服務(wù)員、房產(chǎn)經(jīng)紀(jì)人、快遞員等工作被機(jī)器人替代的可能性超過(guò)90%以上
其實(shí)在《流浪地球2》中也出現(xiàn)了大量機(jī)器人產(chǎn)品,其中這個(gè)出鏡五秒的機(jī)器人就是焊接機(jī)器人,預(yù)示著未來(lái)我們的生活將會(huì)更加智能化,機(jī)器人將逐步把人類(lèi)從一些繁瑣、重復(fù)可以批量化整體解決的工作中解放出來(lái),同時(shí)也預(yù)示了類(lèi)似無(wú)錫金紅鷹等工業(yè)機(jī)器人制造商的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
以上就是關(guān)于曾金是哪種類(lèi)型的機(jī)器人相關(guān)問(wèn)題的回答。希望能幫到你,如有更多相關(guān)問(wèn)題,您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢(xún),客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。
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