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音頻科普：-突破“預(yù)設(shè)”實(shí)現(xiàn)真正人機(jī)溝通——從影片《機(jī)器猛犬》看仿生機(jī)器人技術(shù)
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音頻科普：-突破“預(yù)設(shè)”實(shí)現(xiàn)真正人機(jī)溝通——從影片《機(jī)器猛犬》看仿生機(jī)器人技術(shù)
大部分科幻電影，多以宏大敘事場(chǎng)景和文明史詩(shī)級(jí)主題受到熱捧。而一部于2008年在美國(guó)上映的科幻電影《機(jī)器猛犬》則從另一個(gè)角度，展示了科幻電影清新、活潑的一面。該片講述了男主人公邁爾斯與一只軍用機(jī)器狗A.X.L.偶然相遇，建立感情，從而共同對(duì)抗敵人的精彩冒險(xiǎn)故事。
《機(jī)器猛犬》里的機(jī)器狗身體器官雖然都是機(jī)械制造的，但它卻有一顆真狗的心臟，在外形、行為和動(dòng)作等方面非常接近于真狗。男主角和機(jī)器狗的第一次相遇即發(fā)生了正面沖突，看似強(qiáng)大的機(jī)器狗在追逐過(guò)程中撞壞了身體的零部件動(dòng)彈不得，在男主巧妙的溝通下，原本已經(jīng)開啟自毀程序的機(jī)器狗在最后一刻放下警惕把修復(fù)程序發(fā)到了他的手機(jī)上。
那么，在現(xiàn)實(shí)生活中，人能否與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)如電影中那樣的溝通呢？
如果仔細(xì)觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用了AI技術(shù)的機(jī)器人已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活：兒童陪伴機(jī)器人、智慧導(dǎo)覽機(jī)器人、自動(dòng)送貨機(jī)器人等多種類型的機(jī)器人已并不罕見。但是客觀來(lái)看，目前大多數(shù)機(jī)器人的智能化水平并不高，與真正實(shí)現(xiàn)與人類無(wú)障礙溝通還有一段差距。
現(xiàn)有技術(shù)下，智能機(jī)器人與人類的交流往往通過(guò)預(yù)設(shè)來(lái)完成，應(yīng)用場(chǎng)所會(huì)決定交流的內(nèi)容，比如，車站的智能機(jī)器人能夠回答車次、路線、時(shí)間等與交通相關(guān)的內(nèi)容，但如果向它提問(wèn)如何炒一盤魚香肉絲，顯然不在它的預(yù)設(shè)范圍，也就無(wú)法回答了。
由于受到技術(shù)處理能力的限制，智能機(jī)器人在語(yǔ)義分析、場(chǎng)景匹配、上下文關(guān)聯(lián)、情感交互等方面的障礙在短時(shí)間內(nèi)仍然難以突破。
影片中，機(jī)器狗通過(guò)與男主角眼神的交流，便感受到他的情感，領(lǐng)悟其想法并給予回應(yīng)。也許在未來(lái)一段時(shí)間里，這樣的情景仍然只能出現(xiàn)在科幻故事里。
隨著影片的推進(jìn)，男女主角通過(guò)機(jī)器狗在涂鴉墻投射的一段視頻，了解到這只“狗”原本是一條應(yīng)該在戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的仿生機(jī)器戰(zhàn)犬?！胺律边@一關(guān)鍵的技術(shù)名詞也成為整部電影十分重要的科學(xué)亮點(diǎn)。
仿生學(xué)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的工程技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，試圖在技術(shù)方面模仿動(dòng)物和植物在自然界中的功。仿生機(jī)器人就是仿生技術(shù)的重要應(yīng)用。目前，常見的仿生機(jī)器人主要包括地面仿生機(jī)器人、水下仿生機(jī)器人和空中仿生機(jī)器人三大類。其中，地面仿生機(jī)器人的研制相對(duì)最為成熟，包括四足、兩足類人形、蛇形等多種形態(tài)，它們已經(jīng)在戰(zhàn)場(chǎng)偵察、探索未知天體、惡劣環(huán)境作業(yè)等方面起到了不可或缺的作用。影片中的機(jī)器狗就屬于這個(gè)類別。水下仿生機(jī)器人主要是仿生機(jī)器魚，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是參照魚類游動(dòng)的原理利用機(jī)械電子元器件或智能材料實(shí)現(xiàn)水下推進(jìn)的一種仿生機(jī)器人。而空中仿生機(jī)器人也就是能飛的仿生機(jī)器人，它們的種類繁多，模仿的動(dòng)物也是五花八門，比如，機(jī)器蝙蝠、機(jī)器蜻蜓、機(jī)器海鷗。
影片中的機(jī)器狗跑、跳、翻、滾樣樣精通，在男主一次次的闖關(guān)冒險(xiǎn)中提供了重要幫助。那么，在現(xiàn)實(shí)生活中有沒(méi)有類似的仿生機(jī)器人呢？由我國(guó)科學(xué)家發(fā)明的一種被稱為“幾何機(jī)器人”的仿生機(jī)器人與影片中的機(jī)器狗可謂異曲同工。這種特殊的機(jī)器人的外形具有典型的幾何特征，比如，三角形、四邊形或者立方體等，奇特之處在于，它們的形狀可以發(fā)生改變，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)、步行、爬行等多種移動(dòng)模式。幾何作為幾何機(jī)器人的基部元素，衍生出了復(fù)雜的邏輯，不同形狀組成的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)了各種形態(tài)的自由切換，并且在切換過(guò)程中完成了移動(dòng)。因其具有強(qiáng)大變形與越障能力，預(yù)期用于現(xiàn)有機(jī)器人難以通過(guò)的極端復(fù)雜障礙環(huán)境，包括民用搶險(xiǎn)救援嚴(yán)重破壞路面、軍事野外作戰(zhàn)動(dòng)態(tài)變化地形，以及星球深度探測(cè)未知復(fù)雜表面。
冰冷的機(jī)械，有序的程序，情感互通的狗，三者的意外相遇，碰撞出了《機(jī)器猛犬》這部青少年科幻電影。電影內(nèi)外，機(jī)器人都是現(xiàn)在乃至未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間的熱門話題。在人工智能技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快速軌道的今天，我們是否需要重新思考：未來(lái)社會(huì)，人類與機(jī)器人到底應(yīng)該如何共處？
（作者：陳春全?《中國(guó)纖檢》雜志社?編輯）
（本文轉(zhuǎn)載自：《科普時(shí)報(bào)》2020-6-26（第2版）“媒眼看世界”欄目）
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大部分科幻電影，多以宏大敘事場(chǎng)景和文明史詩(shī)級(jí)主題受到熱捧。而一部于2008年在美國(guó)上映的科幻電影《機(jī)器猛犬》則從另一個(gè)角度，展示了科幻電影清新、活潑的一面。該片講述了男主人公邁爾斯與一只軍用機(jī)器狗A.X.L.偶然相遇，建立感情，從而共同對(duì)抗敵人的精彩冒險(xiǎn)故事。
《機(jī)器猛犬》里的機(jī)器狗身體器官雖然都是機(jī)械制造的，但它卻有一顆真狗的心臟，在外形、行為和動(dòng)作等方面非常接近于真狗。男主角和機(jī)器狗的第一次相遇即發(fā)生了正面沖突，看似強(qiáng)大的機(jī)器狗在追逐過(guò)程中撞壞了身體的零部件動(dòng)彈不得，在男主巧妙的溝通下，原本已經(jīng)開啟自毀程序的機(jī)器狗在最后一刻放下警惕把修復(fù)程序發(fā)到了他的手機(jī)上。
那么，在現(xiàn)實(shí)生活中，人能否與機(jī)器人實(shí)現(xiàn)如電影中那樣的溝通呢？
如果仔細(xì)觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用了AI技術(shù)的機(jī)器人已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活：兒童陪伴機(jī)器人、智慧導(dǎo)覽機(jī)器人、自動(dòng)送貨機(jī)器人等多種類型的機(jī)器人已并不罕見。但是客觀來(lái)看，目前大多數(shù)機(jī)器人的智能化水平并不高，與真正實(shí)現(xiàn)與人類無(wú)障礙溝通還有一段差距。
現(xiàn)有技術(shù)下，智能機(jī)器人與人類的交流往往通過(guò)預(yù)設(shè)來(lái)完成，應(yīng)用場(chǎng)所會(huì)決定交流的內(nèi)容，比如，車站的智能機(jī)器人能夠回答車次、路線、時(shí)間等與交通相關(guān)的內(nèi)容，但如果向它提問(wèn)如何炒一盤魚香肉絲，顯然不在它的預(yù)設(shè)范圍，也就無(wú)法回答了。
由于受到技術(shù)處理能力的限制，智能機(jī)器人在語(yǔ)義分析、場(chǎng)景匹配、上下文關(guān)聯(lián)、情感交互等方面的障礙在短時(shí)間內(nèi)仍然難以突破。
影片中，機(jī)器狗通過(guò)與男主角眼神的交流，便感受到他的情感，領(lǐng)悟其想法并給予回應(yīng)。也許在未來(lái)一段時(shí)間里，這樣的情景仍然只能出現(xiàn)在科幻故事里。
隨著影片的推進(jìn)，男女主角通過(guò)機(jī)器狗在涂鴉墻投射的一段視頻，了解到這只“狗”原本是一條應(yīng)該在戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的仿生機(jī)器戰(zhàn)犬?！胺律边@一關(guān)鍵的技術(shù)名詞也成為整部電影十分重要的科學(xué)亮點(diǎn)。
仿生學(xué)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的工程技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，試圖在技術(shù)方面模仿動(dòng)物和植物在自然界中的功。仿生機(jī)器人就是仿生技術(shù)的重要應(yīng)用。目前，常見的仿生機(jī)器人主要包括地面仿生機(jī)器人、水下仿生機(jī)器人和空中仿生機(jī)器人三大類。其中，地面仿生機(jī)器人的研制相對(duì)最為成熟，包括四足、兩足類人形、蛇形等多種形態(tài)，它們已經(jīng)在戰(zhàn)場(chǎng)偵察、探索未知天體、惡劣環(huán)境作業(yè)等方面起到了不可或缺的作用。影片中的機(jī)器狗就屬于這個(gè)類別。水下仿生機(jī)器人主要是仿生機(jī)器魚，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是參照魚類游動(dòng)的原理利用機(jī)械電子元器件或智能材料實(shí)現(xiàn)水下推進(jìn)的一種仿生機(jī)器人。而空中仿生機(jī)器人也就是能飛的仿生機(jī)器人，它們的種類繁多，模仿的動(dòng)物也是五花八門，比如，機(jī)器蝙蝠、機(jī)器蜻蜓、機(jī)器海鷗。
影片中的機(jī)器狗跑、跳、翻、滾樣樣精通，在男主一次次的闖關(guān)冒險(xiǎn)中提供了重要幫助。那么，在現(xiàn)實(shí)生活中有沒(méi)有類似的仿生機(jī)器人呢？由我國(guó)科學(xué)家發(fā)明的一種被稱為“幾何機(jī)器人”的仿生機(jī)器人與影片中的機(jī)器狗可謂異曲同工。這種特殊的機(jī)器人的外形具有典型的幾何特征，比如，三角形、四邊形或者立方體等，奇特之處在于，它們的形狀可以發(fā)生改變，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)、步行、爬行等多種移動(dòng)模式。幾何作為幾何機(jī)器人的基部元素，衍生出了復(fù)雜的邏輯，不同形狀組成的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)了各種形態(tài)的自由切換，并且在切換過(guò)程中完成了移動(dòng)。因其具有強(qiáng)大變形與越障能力，預(yù)期用于現(xiàn)有機(jī)器人難以通過(guò)的極端復(fù)雜障礙環(huán)境，包括民用搶險(xiǎn)救援嚴(yán)重破壞路面、軍事野外作戰(zhàn)動(dòng)態(tài)變化地形，以及星球深度探測(cè)未知復(fù)雜表面。
冰冷的機(jī)械，有序的程序，情感互通的狗，三者的意外相遇，碰撞出了《機(jī)器猛犬》這部青少年科幻電影。電影內(nèi)外，機(jī)器人都是現(xiàn)在乃至未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間的熱門話題。在人工智能技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快速軌道的今天，我們是否需要重新思考：未來(lái)社會(huì)，人類與機(jī)器人到底應(yīng)該如何共處？
（作者：陳春全?《中國(guó)纖檢》雜志社?編輯）
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