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2004.6
  

  编者按: 
  到今年2月,我国已经举办了四届中国青少年电脑机器人大赛。在第四届大赛中,共有来自浙江、广西、江苏、上海等地的256个队参加了比赛。他们中的佼佼者将首次代表中国青少年参加今年的国际FLL青少年机器人锦标赛和第五届亚太地区青少年机器人奥林匹克竞赛。这种高科技竞技与“动手做”相结合的活动,可使参与者增强团队意识,促使他们充分发挥创造力去发现解决问题的方法,并使青少年获得与科学家和工程师面对面的机会。
  浙江大学工业控制技术国家重点实验室主任、长江学者褚健教授是浙江大学附属中学机器人小组的顾问。我们请褚健教授回答了中学生们关心的、有关当今世界机器人研究的一些问题。希望今后有更多的中学生能够参与到电脑机器人的竞技与研究活动中来。才对?

  QRIO是SONY开发的家庭娱乐机器人。QRIO身材小巧,关节灵活,能够完成步行、舞蹈等动作,而且通过随身的多个传感器可以感知周围的环境,并根据程序对环境作出实时反应。

  机器人和我们

  问:我们在电影电视中看到过、故事里读到过的机器人,比如“终结者”啊,“X战警”啊,什么家庭机器保姆啊,平时都看不到。机器人离我们的生活还很远吧?
  答:其实机器人离我们并不远,很多机器人已经进入了我们的生活。
  不知道中学生是怎样理解机器人这个概念的。给“机器人”下一个准确的定义不是一件很容易的事情。主要原因,一方面是机器人还在不断地发展,没有统一的规定;另一方面是它涉及到了人的概念,是一个很难回答的哲学问题。
  当前我国科学家对机器人的描述为:“机器人是一种自动化的机器,与其他自动化机器所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”
  根据这样的描述性的定义,我们可以认为我们身边的一些智能家用电器,比如洗衣机、电饭锅、吸尘器都可以归为机器人的一种类型,还有工厂里面越来越多使用的工业用机器人,如焊接机器人、喷漆机器人等在我们的生活中也占有越来越大的比重。
  类似“终结者”、“X战警”这样的机器人(我们称其为类人型机器人),也开始逐渐进入我们的生活了。比如跳舞机器人、跑步机器人、吹笛子机器人等等;家庭机器保姆类的机器人也已经在很多场合得到了应用,比如展览馆的导游机器人、帮助残疾人的轮椅机器人等等。
  所以说,机器人就在我们生活中,并且还在不断地发展。
  问:目前世界上都有哪些机器人?最聪明的机器人是哪一个?是什么样子的?它能干什么?
  答:机器人的分类在国际上没有统一的标准。我们国家的机器人专家从应用环境出发,将机器人分成两大类,即工业机器人和特种机器人。工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。用在非制造业服务于人类的机器人,我们称之为特种机器人,比如服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人等等。
  很难衡量具体哪一种机器人最聪明。一般认为日本Sony公司最新的类人机器人QRIO,能跑步、能投掷,是技术难度相对比较高的机器人;而美国最近发射的两个火星车被认为是集成了最多机器人领域的最新技术,它们被用来寻找火星上面生命的痕迹。
  问:科学家最希望造出什么样的机器人来?  
  答:不同科学家希望造出的机器人是不一样的。有的希望做出和人类一模一样的机器人,有的想做和鸟、鱼、蛇、昆虫等一样的机器人。不过归根到底,机器人研究的最终目标就是设计出来的机器人可以代替人,完成人类想完成的一切事情。
  问:电脑“更深的蓝”战胜过象棋大师卡斯帕罗夫,要使机器人像人一样聪明,关键在哪里?
  答:电脑战胜过人,不说明电脑比得上人脑的聪明。电脑胜过人的是它强大的计算能力。目前电脑也只在国际象棋上有战胜人类的可能,在中国人擅长的围棋方面,它的计算能力就远远不够了。
  要使电脑像人一样聪明,必须在它强大的计算能力之上,加上人类特有的感知、分析、判断、决策等能力。关键问题是人类的这些能力很多都是与生俱来的,要用机器人能够理解的方式表达还有很长一段距离要走。
  问:我们人类的哪些行为是机器人最难模仿的呢?为什么?
  答:情感。机器人现在可以模仿人类的很多举止,而且即将能够模仿人类所有外在的动作。但是机器人毕竟是机器,不可能具有人类的情感。人类的情感是人类本身也难以捉摸的东西。虽然在让机器人模仿人类情感方面,科学家做了一些尝试,但都基于一定的逻辑判断,有固定的模式。
  问:我们什么时候才会有像电影中那样的,长得像人、力气比人大、和人一样能干的机器人呢?
  答:力气比人大的机器人已经有广泛的应用,长得完全和人一样(单指外形)的机器人也在研制过程中。我们现在还不能给出一个时间表,说长得像人、力气比人大、和人一样能干的机器人会在哪一年出现,因为科技的发展日新月异。但是我们相信那样的机器人一定会在不远的将来走进我们的生活。
  问:真的有那么一天的话,会发生机器人叛变这样的事情吗?
  答:科幻作家阿西莫夫为机器人提出了三条原则:一、机器人不应伤害人类;二、机器人应遵守人类的命令,与第一条相违背的命令除外;三、机器人应能保护自己,与第一条相抵触者除外。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。也就是说,机器人的生产必须遵循一定的规则。但是,不遵循机器人的生产规则,想利用机器人达到自己目的的事情还是有可能发生的。另外,现在看来,电子元器件的失灵等原因也可能导致机器人的不正常运行。我们相信在将来一定有新的方法新的技术能解决这个问题。
  问:世界上有机器人足球比赛、机器人角斗比赛等等,为什么要举办那么多的机器人比赛呢?都有哪些人在参加机器人比赛呢?
  答:机器人技术在不断地向前发展,有很多新的理论新的技术产生,需要验证。在世界范围内广泛开展的机器人的各种比赛,实际上就是为这样一些理论和技术提供了实践的平台。不同的比赛提供的平台侧重点不一样,比如机器人足球赛就是提供一个多机器人(我们称为多智能体)相互协作的实践平台。
  国际国内的一些大学、研究机构都投入到了机器人比赛的行列中,相互取长补短,共同推进机器人事业的发展。当然现在也有很多业余爱好者和青少年的机器人比赛,这种活动能提高各参与国的科技水平,为机器人工业的发展发掘培养后备人才。
  问:要是中学生想研究机器人的话,上大学时该学什么专业呢?
  答:机器人学是一个新兴的交叉学科,研究的领域也很广,涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能等很多学科。我们浙江大学机器人基地的工作人员也是由全校不同学科的师生组成的。
  想要从事机器人研究工作的同学上大学可以选择的专业也很多:比如机械专业、自动化专业、计算机专业、机电专业、电气专业、仪器仪表专业、通信专业、电子专业等等。

 
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