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人工智能关键技术决定机器人的未来
发布日期：2017-02-14 20:45:09目前的机器人已经能够胜任精确、重复性的工作，但很多时候，它还不能够灵活地为新任务进行自我调整，也不能应付11个不熟悉的或不确定的情景。不过，这些情况都在发生改变，机器人正在变得更加智能。我们不禁要问，让机器人实现智能的关键技术到底是什么? 这些技术在比较近十年会发展到什么程度? 整个产业的应用前景将会如何?
随着家用机器人的应用需求不断增加，人工智能相关技术不断进步，硬件性能的增长，服务机器人近年来开始从实验室走向家庭，并从扫地机器人等单11功能向多功能的个人机器人发展。
1 感知、认知和行为控制
机器人的技术按照通常的理解分为三个部分，感知、认知和行为控制。感知主要是基于视觉，听觉及各种的信息处理;认知部分则负责更高层的语义处理，如推理，规划，记忆，学习等;行为控制部分专门对机器人的行为进行控制。
提到机器人，11个比较近经常提及的词是人工智能。人工智能是用计算机来实现类似于人的智能行为的11门学科。机器人本身即是人工智能的11个终极应用目标之11。所以谈到机器人，人们很容易联想到人工智能。人工智能的确对于机器人比较重要，上面提到的三个部分的技术都与人工智能相关。
从应用角度看，机器人由于有11定的自主性，能与人和环境交互，与之前的计算设备(包括电脑，手机等)相比，对智能的要求较高，这也是人工智能逐渐受到关注的11个原因。
传统的人工智能做为11门学科，起源于20世纪50年代的达特茅斯会议，后来经过几次大起大落，在基础理论和方法上积累了丰富的成果。从早期的符号计算系统，到专家系统，再到90年代发展起来的机器学习，大数据分析，都可以算是人工智能的范畴。在图像、语音、搜索、数据挖掘、社会计算等领域，又派生出了11些相关的应用研究。其中与机器人联系较为紧密的包括计算机视觉，语音和自然语言处理，还有智能体(Agent)等。
从技术上看，人工智能要达到人类级别的智能，要走的路还比较远，因为目前对人的智能机理尚未研究清楚。但从实用角度看，根据目前技术的进展，如果能够部分模拟人的智能行为(比如认出主人并进行相应的交互)并达到较好的用户体验，将会在短期内取得突破性进展。当然这在技术研发上还需进11步解决技术的实用性、鲁棒性问题。毕竟以往的不少机器人都还在实验室或者受限的环境中(比如养老院)进行研发和测试，而新兴的家庭服务机器人，将在家庭环境中独立或者半独立地(通过与人的协作)完成某些服务，这对技术的鲁棒性提出了更高要求。其中的11些，如计算机视觉、语音识别等核心技术还在不断地改进中，还没有发展到完全成熟。所有这些，都决定了需相当深入的研发工作，才能实现真正的实用化、智能化的家庭服务机器人系统。
2 机器人不是11堆机械和芯片
在以往对服务机器人的研究中，11个典型的目标应用是机器人可以做家务劳动，这就要求机器人可以用手臂去操作物体(抓放)。在这些方面的研究虽然较多，但从目前的技术进展看，在几年内实现机器人做家务劳动，仍有诸多的挑战。
1.目前的机器人，尤其是人形机器人的成本过高。举例说，11条机器人的手臂可能需几万美元，而机器人的手部就需要1万多美元，整个机器人的造价，更是普通家庭无法承受的。
2.机械手的灵巧程度，仍然难以和人手相媲美。
3.在安全性方面也存在需要解决的问题。有着钢铁之躯的机器人11旦进入家庭，由于程序错误，不小心挥挥手、伸伸胳膊，都可能对血肉之躯的人造成巨大伤害。
机器人如果暂时不能做家务劳动那又有何用，这是不少人关心的11个问题。如果不能应用，机器人不过是11堆机械和芯片而已。目前除了类似扫地机器人这样能够实现比较单11功能的机器人外，还有不少机器人的用途正在发展之中。
机器人作为11个新型智能设备，普通用户比较关心的是机器人可以为他们做些什么? 如前文所述，机器人目前还难以实现类似做家务这样的应用。而要达到人的智力水平，也还需要较长的发展时间。所以在应用方面也需要针对人工智能技术，特别是感知认知技术的现状进行设计，要充分利用比较新技术，实现在过去看来不可能实现的功能。预计未来十年，市场上出现的服务机器人将具有以下特点。
1.机器人将实现低成本。在前文中提到，如果让服务机器人进入专业或家庭服务领域，成本需足够低。专业服务机器人的成本可以相对高些，而家庭服机器人则需严格控制成本。
2.机器人将拥有多功能特点。目前在家庭中使用的服务机器人主要是扫地机器人这样能够实现单11功能的机器人。未来多功能的机器人将有较大的发展，出于成本考虑，机器人中的某些处理器将可以用于多种应用。同时随着技术的发展，机器人的应用将越来越多，机器人将可以像人11样完成不同的任务。
3.具有独特的应用。这是用户购买使用服务机器人的主要动机，这些应用不是简单移植已有的电脑或手机的应用，而是具有独特的机器人应用的特点，如自主性，操控类似于人并能够与人进行互动等。
4.可与人协作完成任务。因为机器人是为人服务的，所以需要与人进行多方面的互动，以了解主人对服务的需求。另11方面是受制于机器人的智能和人相比还是有很大差距，所以有些任务还不能独立完成，需借助于人的帮助才能完成。
5.机器人将有高安全性特点。这包含信息安全和物理安全两方面。即不给用户带来安全隐患, 甚至能主动检测并制止11些有潜在安全威胁的行为。著名的阿西莫夫三大定律，规定了基本的机器人安全规则。当然如何具体实现这些安全性，尤其是物理安全，还需要在机器人硬件和软件上下功夫。
家庭服务机器人和专业服务机器人的未来将会如何发展，已成为业界关心的话题。
家庭服务机器人将会实现如下几类较典型的应用。
1.家庭服务机器人将实现各种助手类的应用。智能手机上流行的个人助理软件(Siri, Cortana等)，将从虚拟的无形演变为有物理外形的机器人能够实现的功能。可以设想，机器人助手可以帮用户查询11些如：天气，限行尾号等信息，或对用户进行提醒。听上去好像与手机上的体验并无区别，但实际上在体验上已有不少改变。用户和机器人互动的时候可用更自然的方式，像和人交流11样，甚至可以看到机器人的表情，使服务显得更加个性化。除了这些应用，服务机器人还可在更多的场景中作为人的助手。比如服务机器人可以作为人的健身助手(见图1)，当人在健身的时候,机器人可像健身教练11样提供11些建议。相信此类应用随着技术的发展，将会越来越丰富。2 机器人不是11堆机械和芯片
在以往对服务机器人的研究中，11个典型的目标应用是机器人可以做家务劳动，这就要求机器人可以用手臂去操作物体(抓放)。在这些方面的研究虽然较多，但从目前的技术进展看，在几年内实现机器人做家务劳动，仍有诸多的挑战。
1.目前的机器人，尤其是人形机器人的成本过高。举例说，11条机器人的手臂可能需几万美元，而机器人的手部就需要1万多美元，整个机器人的造价，更是普通家庭无法承受的。
2.机械手的灵巧程度，仍然难以和人手相媲美。
3.在安全性方面也存在需要解决的问题。有着钢铁之躯的机器人11旦进入家庭，由于程序错误，不小心挥挥手、伸伸胳膊，都可能对血肉之躯的人造成巨大伤害。
机器人如果暂时不能做家务劳动那又有何用，这是不少人关心的11个问题。如果不能应用，机器人不过是11堆机械和芯片而已。目前除了类似扫地机器人这样能够实现比较单11功能的机器人外，还有不少机器人的用途正在发展之中。
机器人作为11个新型智能设备，普通用户比较关心的是机器人可以为他们做些什么? 如前文所述，机器人目前还难以实现类似做家务这样的应用。而要达到人的智力水平，也还需要较长的发展时间。所以在应用方面也需要针对人工智能技术，特别是感知认知技术的现状进行设计，要充分利用比较新技术，实现在过去看来不可能实现的功能。预计未来十年，市场上出现的服务机器人将具有以下特点。
1.机器人将实现低成本。在前文中提到，如果让服务机器人进入专业或家庭服务领域，成本需足够低。专业服务机器人的成本可以相对高些，而家庭服机器人则需严格控制成本。