當(dāng)今時(shí)代，機(jī)器人已經(jīng)在很多領(lǐng)域普及應(yīng)用。2021世界機(jī)器人大會(huì)的展廳里，展示了多種機(jī)器人在工業(yè)、教育、康養(yǎng)等方面的應(yīng)用場(chǎng)景。那么，未來(lái)機(jī)器人有哪些新前景？如何才能讓機(jī)器人更智能？機(jī)器人與人類如何開(kāi)展更高效的溝通交流？
在9月12日舉行的2021世界機(jī)器人大會(huì)“未來(lái)峰會(huì)”新前景主論壇上，國(guó)內(nèi)外專家就上述問(wèn)題展開(kāi)熱烈的交流探討。與會(huì)專家表示，隨著未來(lái)機(jī)器智能的快速發(fā)展，“人機(jī)共融”成為重要趨勢(shì)，人類將迎來(lái)人機(jī)共融的未來(lái)時(shí)代。
人工智能與腦科學(xué)相互促進(jìn)
近年來(lái)，我國(guó)積極部署重大科研項(xiàng)目，就“腦科學(xué)與類腦智能”組織科研力量開(kāi)展深入攻關(guān)。在有關(guān)項(xiàng)目支持下，中國(guó)科學(xué)院院士蒲慕明正在開(kāi)展基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)方面的研究探索。
“在基礎(chǔ)研究方面，我們要研究腦認(rèn)知功能與神經(jīng)基礎(chǔ)，以期對(duì)腦科學(xué)與類腦智能兩個(gè)方向的應(yīng)用研究作出貢獻(xiàn)?！逼涯矫髟诋?dāng)天的峰會(huì)報(bào)告中說(shuō)。
人工智能的研究成果正在有力支撐腦科學(xué)研究。蒲慕明介紹，到現(xiàn)在為止，絕大多數(shù)腦疾病機(jī)理人類并不清楚，但血液和腦積液分子、腦影像數(shù)據(jù)、腦功能檢測(cè)指標(biāo)等技術(shù)進(jìn)步，為腦功能和腦疾病研究提供了重要幫助。
近年來(lái)，腦機(jī)智能技術(shù)是研究熱點(diǎn)之一。在大腦與機(jī)器融合方面，研究人員開(kāi)展了腦機(jī)接口和腦機(jī)融合的各種方法、模型研究，如運(yùn)用光、電、磁、超聲等，期待這些腦機(jī)接口可以運(yùn)用于調(diào)控大腦的活動(dòng)。
腦科學(xué)的發(fā)展，也在促進(jìn)這些腦機(jī)智能技術(shù)的進(jìn)步。蒲慕明表示，在腦神經(jīng)突刺及導(dǎo)電等方面的研究，將為腦機(jī)接口提供重要的依據(jù)。
“在未來(lái)，雙向的腦機(jī)接口，一是接入，一是調(diào)控。這種閉環(huán)式、反饋式的腦機(jī)接口調(diào)控技術(shù)，是腦機(jī)智能領(lǐng)域的重要前景?！逼涯矫髡f(shuō)。
此外，腦機(jī)智能技術(shù)還依賴大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展。蒲慕明表示：“人類是怎樣處理大數(shù)據(jù)、有效處理外界信息的？是否可以從中獲得信息處理的新機(jī)制、新算法、新理論？這些都是這個(gè)領(lǐng)域需要關(guān)注的內(nèi)容?！?/p>
“人機(jī)共融一定程度上就是腦和機(jī)的共融，腦機(jī)接口是實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融的方式?！眹?guó)防科技大學(xué)教授周宗潭在峰會(huì)上說(shuō)。
周宗潭表示，現(xiàn)在人們已經(jīng)跨入“非切入的腦機(jī)接口時(shí)代”，腦機(jī)之間響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)極大縮短，這對(duì)腦機(jī)接口來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的突破。
“隨著人機(jī)共融時(shí)代的到來(lái)，希望無(wú)損腦機(jī)接口能讓殘障人士、普通人可以所想即所得?！敝茏谔侗硎荆藱C(jī)共融正在逐步進(jìn)入稍微高級(jí)的階段。
為人機(jī)交互提供通路
今年7月4日和8月20日，我國(guó)在軌的3名航天員完美完成了兩次出艙任務(wù)。而這很大程度上依靠我國(guó)空間站機(jī)械臂的支持。在中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院研究員胡成威看來(lái)，空間站是人機(jī)共存、人機(jī)交互、人機(jī)協(xié)同、人機(jī)共融的一個(gè)典型代表。
在西安電子科技大學(xué)副校長(zhǎng)石光明看來(lái)，“多智能體之間的相互協(xié)同操作是非常重要的，包括機(jī)和機(jī)之間、人和人之間、人與機(jī)之間的操作。”
人類已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，這個(gè)時(shí)代最多的就是智能機(jī)器人的協(xié)同操作。這與傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化最大的不同是，我們面臨著大量個(gè)性化的生產(chǎn)模式，要求機(jī)器人具有很好的智能性。
“工業(yè)制造中的這些新特點(diǎn)，要求機(jī)器人從過(guò)去的自動(dòng)化生產(chǎn)變成能夠適應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境的變化，比如產(chǎn)能、品種、電力波動(dòng)、原材料的變化等?！?石光明認(rèn)為，適應(yīng)這個(gè)變化過(guò)程，各個(gè)機(jī)器人之間要相互協(xié)調(diào)。
石光明介紹，協(xié)同操作最離不開(kāi)的是信息交流。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)之間、機(jī)器之間的信息交流極大縮短。5G的大容量、廣連接、低延遲特點(diǎn)，極大解決了信息傳遞的延時(shí)問(wèn)題。
但5G傳輸并不涉及傳遞信息的內(nèi)容。石光明表示，要加強(qiáng)語(yǔ)義通訊的發(fā)展。“傳統(tǒng)通訊是從信號(hào)到信號(hào)的傳遞，語(yǔ)義通訊是內(nèi)容上的傳遞，先理解再傳遞?！?/p>
而隨著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)航天活動(dòng)也會(huì)變得更加智能。在胡成威看來(lái)，空間領(lǐng)域人機(jī)應(yīng)該從人和機(jī)兩方面發(fā)展，例如航天服會(huì)變得更加智能，單臂機(jī)械臂也會(huì)往“仿人形”方向發(fā)展。
“人機(jī)共存、共生或者共融，是隨著人工智能的發(fā)展而發(fā)展的，在人機(jī)交互過(guò)程中，人可能會(huì)成為雙方之間的瓶頸。”北京理工大學(xué)教授王涌天表示，積極發(fā)展增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，可能是今后終極的人機(jī)交互界面或者人機(jī)交互手段。
加強(qiáng)學(xué)科交叉
隨著機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景的不斷豐富，學(xué)科交叉成為重要的趨勢(shì)和手段。
蘇州大學(xué)機(jī)電學(xué)院院長(zhǎng)孫立寧指出，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展要從工科內(nèi)部結(jié)合，更重要的是與生命科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)相結(jié)合，進(jìn)而與當(dāng)前的人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，使得機(jī)器人不斷向高性能、智能化方向發(fā)展。
“比如跟生命科學(xué)結(jié)合，可以產(chǎn)生仿生機(jī)器人，應(yīng)用于生命科學(xué)，又產(chǎn)生了醫(yī)療機(jī)器人；跟納米技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生了微納米機(jī)器人。”孫立寧舉例介紹。
再如，未來(lái)隨著老齡化社會(huì)到來(lái)，機(jī)器人在假肢、老年陪護(hù)和家居等方面都有很好的應(yīng)用前景，人工心臟、人工視網(wǎng)膜、人工耳蝸以及進(jìn)入血管和細(xì)胞里面的機(jī)器人，都會(huì)對(duì)人們產(chǎn)生重要影響。
“認(rèn)知科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，也在促進(jìn)學(xué)科交叉?！睂O立寧表示，在腦機(jī)接口方面，目前采用的腦紅外、腦電、機(jī)電等外部信號(hào)通過(guò)特征提取、識(shí)別和相關(guān)分析，可以控制機(jī)械手和機(jī)械腿。這是典型的認(rèn)知科學(xué)、生命科學(xué)和機(jī)器人的結(jié)合。
清華大學(xué)教授史元春表示，學(xué)科交叉創(chuàng)新需要很堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)支撐，未來(lái)人機(jī)共生的研究空間、發(fā)展空間非常大。
