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人形機器人離我們有多遠
機器人“李白”高舉酒杯，朗誦《將進酒》；機器狗“鐵蛋”抬起爪子，乖乖放到主人手里；機械臂在一套茶具上方一番操作，沒多久就泡好了一壺工夫茶……走進2023世界機器人博覽會現(xiàn)場，仿佛走進了科幻電影的場景。
前不久舉辦的世界機器人大會，以“開放創(chuàng)新 聚享未來”為主題，同期舉辦了2023世界機器人博覽會及2023世界機器人大賽。該活動自2015年至今已舉辦7屆，是中國機器人領(lǐng)域規(guī)模最大、規(guī)格最高、國際元素最豐富的行業(yè)盛會。
“機器人是智能制造、萬物互聯(lián)的生力軍，是制造業(yè)皇冠頂端的明珠。”中國科協(xié)黨組副書記、專職副主席、書記處書記束為在致辭中說。在開幕式上，北京市委常委、常務副市長夏林茂指出，隨著人工智能、新一代信息技術(shù)與機器人深度融合，機器人產(chǎn)業(yè)將迎來新的發(fā)展期。
機器人行業(yè)發(fā)展趨勢如何？還存在哪些挑戰(zhàn)？中青報·中青網(wǎng)記者走進現(xiàn)場，探究這一行業(yè)的前沿發(fā)展方向。
我們?yōu)槭裁葱枰诵螜C器人
“目前消防機器人（應用）普遍存在的問題，是對輔助功能的重視遠高于主要功能。”應急管理部上海消防研究所所長薛林說。
屏幕中出現(xiàn)一個在水下爬行的機器人，由于水下環(huán)境渾濁，機器人的機械臂又不夠有力，機器人在前行過程中很容易斜翻。薛林指出，水下機器人的機械臂十分短小，其很大成本都花在“油錢”上。從大體來看，消防型機器人主要功能的花銷遠遠低于輔助功能。
“生產(chǎn)力最核心的元素就是勞動力，機器人可以代替人類做重復勞動的工作，解放人類去做那些有創(chuàng)意的、有意思的工作。”達闥機器人有限公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃曉慶在介紹云端智能機器人時說。
黃曉慶認為，機器人并不是一個簡單的設備，而是一個系統(tǒng)。通過5G網(wǎng)絡可以連接到“阿凡達”身體中，這就是云端智能機器人的定義。
在人形機器人制造過程中，如何用電機控制、模仿人類的大腿，讓黃曉慶感到困擾。這一問題最終得到了解決，他提出“并聯(lián)電機”的方案，即讓機器人通過深度強化學習來訓練它們在復雜并聯(lián)體系中實現(xiàn)復雜動作。
機器人如何學習？他指出，在人工智能“robot GPT”推動下，機器人的學習技術(shù)方法發(fā)生了改變，“所有人類學專家不需要掌握編程、計算機科學，只需要掌握本專業(yè)技術(shù)就可以使用這個平臺，讓機器人學習技能”。
有業(yè)內(nèi)專家認為，生成式人工智能與人形機器人融合，可以開啟“具身智能”時代。“具身智能”機器人是人工智能的終極形態(tài)。
為什么我們需要人形機器人？這個問題在美國加州大學洛杉磯分校教授、該校機器人與機械實驗室（RoMeLa）創(chuàng)始人丹尼斯·洪（Dennis Hong）7歲時便想到了答案。
丹尼斯·洪從小的夢想就是可以有一個幫助他倒垃圾、做飯的機器人。長大后，他成為一名研究人形機器人的機器人科學家。
丹尼斯·洪研究出的“ARTEMIS”人形機器人在本次機器人大會中展出。視頻中，ARTEMIS在極度的踢打測試中仍能保持平穩(wěn)，奔跑速度達到2.1米/秒。
“我發(fā)現(xiàn)比爾·蓋茨關(guān)注了我，他說非常高興可以看到ARTEMIS參與2023年機器人世界杯足球賽。”丹尼斯·洪說。ARTEMIS憑借速度和穩(wěn)定性參加了2023年機器人世界杯足球賽，并且在競爭中優(yōu)于其他機器人，其表現(xiàn)在社交媒體中引發(fā)一陣浪潮。
丹尼斯·洪表示，在2050年的“人機足球比賽”中，將上演人對機器人的踢球大賽，屆時他期望機器人能夠勝過人。
“如果你問我什么時候機器人才能在我們的生活中真正使用起來，三年前我可能會說，如果我這輩子看見就不錯了，但是今天我不這么認為。”丹尼斯·洪在發(fā)言的最后說。
中國電子學會副理事長兼秘書長陳英在現(xiàn)場發(fā)布的《中國機器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2023年）》（以下簡稱“報告”）簡述了中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群現(xiàn)狀。報告指出，從我國機器人領(lǐng)域國家級專精特新、小巨人企業(yè)和上市企業(yè)分布來看，我國機器人優(yōu)質(zhì)企業(yè)重點分布在京津冀、長三角、珠三角地區(qū)，形成了以北京、深圳、上海、東莞、杭州、天津、蘇州、佛山、廣州、青島等為代表的產(chǎn)業(yè)集群，并在當?shù)貎?yōu)質(zhì)企業(yè)引領(lǐng)帶動下涌現(xiàn)了一批在細分領(lǐng)域具有較強競爭力的新銳企業(yè)。其中北京、深圳、上海的機器人產(chǎn)業(yè)實力最為雄厚，東莞、杭州、天津、蘇州、佛山機器人產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展壯大，廣州、青島機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出相當大的后發(fā)潛力。
大模型能否成為機器人的“腦子”
“集群機器人是近幾年來發(fā)展非常迅速的一個方向，也是人工智能最好應用的一個典型案例。”中國工程院院士、湖南大學教授王耀南在演講中重點介紹了集群機器人協(xié)同制造的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢。他舉例，如何在飛機機身部件加工制造中保證其質(zhì)量和安全，是一個挑戰(zhàn)性問題。
他指出，目前這些大型部件主要采用人工加工方式，缺點是一致性差、效率低。面對此類技術(shù)問題，王耀南提出解題思路。他說，要形成集群機器人協(xié)同制造模式，可以用多模態(tài)環(huán)境感知、云邊端高效協(xié)作來調(diào)度優(yōu)化，形成完備的路徑規(guī)劃，并通過有效的路徑規(guī)劃來指揮機器人、調(diào)度機器人，完成各種復雜的任務。
而在中國科學院沈陽自動化研究所副所長劉連慶看來，隨著老齡化問題加劇，勞動力出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性短缺，無論是服務型機器人，還是工業(yè)型機器人，都將擁有更廣闊的發(fā)展前景。
“人形機器人涉及很多關(guān)鍵性技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)的突破，或許會帶動一個產(chǎn)業(yè)，比如智能控制的嵌入式計算方法、傳感器技術(shù)，等等。這些技術(shù)在其他行業(yè)也會帶來很大的經(jīng)濟效益，帶動很多產(chǎn)品。人形機器人行業(yè)就像個火車頭。”劉連慶對中青報·中青網(wǎng)記者說。
劉連慶認為，機器人行業(yè)的發(fā)展或許會取代一些勞動力崗位，但也會創(chuàng)造一些新的崗位。“紡織機的應用，創(chuàng)造了多少新的機會？”他反問記者。
世界工程組織聯(lián)合會主席約瑟·維埃拉也在論壇上中提到了這一問題。他認為，需要給勞動力提供更多的培訓，讓勞動力掌握新的技能，準備好接受新的崗位。
“機器人當然是旨在幫助人類的，多年前，最開始出現(xiàn)洗衣機的時候，就是為了取代人在家務中的勞動，它存在的前提是你家里已經(jīng)通水通電。作為工程師，我認為這是一件了不起的事情，我們非常高興能夠看到，新的機器可以來幫助人類，幫助社會。”約瑟·維埃拉說。
報告對中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展圖譜做了具體闡述。其中指出，當前我國機器人產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展水平穩(wěn)步提升，應用場景顯著擴展，核心零部件國產(chǎn)化進程不斷加快，協(xié)作機器人、物流機器人、特種機器人等產(chǎn)品優(yōu)勢不斷增強，創(chuàng)新型企業(yè)大量涌現(xiàn)。
劉連慶提到，他見過國外的一款聊天機器人，表情“特別逼真”，如今還配置了ChatGPT語言模型，跟這款機器人聊天的時候，“就像跟真人聊天”。
“這對服務型機器人而言，影響會比較大，以后或許會有更多人機交互的性能。”劉連慶說。
但他也強調(diào)，目前，研究者還無法用大語言模型，把語言直接“翻譯”成機器人的運動指令。機器人的行動由運動代碼控制，現(xiàn)在的技術(shù)難點，是如何把人類的高級語言轉(zhuǎn)化成可執(zhí)行的底層指令，然后再傳遞給機器人。用劉連慶的話說，想用ChatGPT給機器人長個腦子，“現(xiàn)在還做不到”。
未來機器人會是“有血有肉”的嗎
一代材料就是一代裝備，劉連慶長期從事微納米機器人和類生命機器人的相關(guān)研究，據(jù)他介紹，要研制出和人類有更多交互的機器人，就需要使用“軟一點”的材料；要潛入深海的機器人，就要用高耐壓、高強度的材料；而他正在研究的類生命機器人，就要使用生物活性材料。
“簡單來講，這種機器人是‘有血有肉’的。”劉連慶對中青報·中青網(wǎng)記者說。
他正在研究的這一領(lǐng)域，不但與自動化相關(guān)，也與再生醫(yī)學和腦科學相關(guān)。微納機器人可以執(zhí)行納米尺度上的任務，可以進入人類的血管進行診斷和載藥。目前，微納機器人主要面臨的瓶頸是能源供給和材料問題。
“材料很關(guān)鍵，什么樣的材料進到人的身體里面，能夠長期存在，不產(chǎn)生特異反應，通過外部的一些裝置還能控制它？如果能找到一種材料，像細胞似的，直接從血液里獲取能源就是最好的。”劉連慶感慨。
報告指出，機器人共性與前沿技術(shù)正在迅猛發(fā)展，電子、機械、生物、材料等大量科學和技術(shù)正在相互交融中，相互促進，融合創(chuàng)新。高端化、智能化生態(tài)構(gòu)建成為中國機器人未來發(fā)展的關(guān)鍵詞：一是新技術(shù)加快融合創(chuàng)新突破，二是機器人應用場景持續(xù)擴展，三是大模型將成為機器人智能的大腦，四是機器人助推行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，五是機器人生態(tài)加速共融共生。
在劉連慶的設想中，未來理想的狀態(tài)是將免疫細胞提取出來，改造成微納機器人。這樣的機器人甚至可以繞過血腦屏障，直接抵達腦膠質(zhì)瘤患者的大腦給藥。
與劉連慶一樣關(guān)注機器人在醫(yī)學領(lǐng)域應用的，還有中國科學院院士楊衛(wèi)。
“人類醫(yī)生要花費10多個小時進行的手術(shù)，機器人只要不到1個小時就做完了。”楊衛(wèi)指著大屏幕中的機器人手術(shù)圖片說。
楊衛(wèi)介紹的主要是“人機融合Avatar系統(tǒng)”，即通過人機共享控制將機器人的機能與操縱人員的智能有機結(jié)合，實現(xiàn)機器人能夠在任意時間、地點按照人的意愿完成任意事情的目標。
他指出，在未來，深度人機共享控制還將進一步進化。他認為，這種控制的優(yōu)勢是天然的人進行腦回路控制，隨著數(shù)據(jù)的積累與磨合，數(shù)字助手能夠逐漸掌握人的操縱習慣，進而在指令融合中增加機控比例，降低人的參與度，提升使用體驗與作業(yè)效率。
“我們給這個人形機器人穿上上衣、褲子、鞋子。”浙江大學副教授、云深處科技創(chuàng)始人朱秋國播放了一段視頻。視頻中，人形機器人“悟空-4”與大學生們行走在有坡度的浙江大學校園草地中，學生們正在對它進行平穩(wěn)度測試。
“未來我們還將研究出更靈活、平穩(wěn)度更高的人形機器人。”朱秋國在演講最后說。（見習記者 李瑞璇 記者 張渺）
