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载2008年8月1日《文汇读书周报》


机器人的现代故事

陈自富

 

  也许关于未来机器人的想象在科幻大片中已经表现得太多,以至于当许多普通人突然见到科学家眼中真正的机器人——例如工厂中的机器手,家里客厅中的吸尘器机器人时,往往认为这不是机器人,而只是自动化的机器设备而已。同样,一些外表象人但科学家根本不认为是“机器人”的玩偶,却被许多人当成是机器人,是什么地方出问题了?让我们弄不清机器人、自动机器和玩偶的差别?
  美国科普作家和编辑哈里·亨德森从技术发展史的角度给我们提供了关于这个问题的一些解答,他在采访机器人行业发展中的关键人物基础上编写的《现代机器人——万能机器的制造》,对行业中具有深远影响的十位科学家(团队)的思想、成就进行了深入浅出的介绍,普通读者将从中获益非浅——对于当代现实版的机器人,至少可以拥有一些和主流科学家相近的视角。
  即使从专业角度来看,此书通过对十位科学家的介绍来描述现代机器人的发展史的眼光也是无可挑剔的,从控制论发明者维纳开始,接下来介绍第一台工业机器人的发明者英格伯格、有腿机器人的主要设计者莱伯特、家用/军事型机器人公司iRobot的科林·安格、深空和行星探测机器人的主要设计师丹娜·雪莉、麻省理工学院享有盛誉的机器人专家罗德尼·布鲁克斯、本田公司机器人阿西莫的设计者广濑将人、社交机器人Kismet的设计者布雷泽尔、卡内基·梅隆大学的移动机器人专家莫拉维克、第一次在自己手臂中植入电子芯片的英国科学家凯文·沃维克。从中可以看出,这个名单涵盖了机器人研究的主要中心:麻省理工学院、卡内基·梅隆大学、美国国家宇航局(NASA)、英国雷丁大学以及象本田公司这样的产业界实践者。
  更关键的是,如果按照顺序来了解这十位科学家的主要成就,就基本勾勒出了当代科技界对机器人研究的发展脉络——有主流也有分歧,但显然机器人的智力水平远未达到科幻电影中机器人的水平。在这个发展脉络中,机器人的结构和外形从简单到复杂,例如从工业机器人到拟人机器人、行星探测机器人,从关注实际用途到关注非实际用途——例如娱乐机器人,使读者了解到科学家是从什么角度去思考制造机器人的。例如英格伯格就主张机器人应主要采用轮式驱动,把精力放到机器人的实际用途上去,而麻省理工学院的莱伯特认为地球上超过一半的陆地不能行驶轮式机器人,必须发明灵活的有腿机器人,其实这一点也不比英格伯格发明在医院里应用的助理机器人简单,为了使两腿或单腿机器人灵活行走,莱伯特不得不从仿生学的角度出发去研究袋鼠的平衡能力。
  总的来看,本书为读者勾勒了这样一幅机器人发展的框架图景:首先是最重要的理论准备,主要是控制论,在控制论发明之后的二十年,是机器人发展的早期阶段,50年代早期格雷·沃尔特发明的机器龟是控制论的实际应用。1961年英格伯格发明的第一台工业机器人在通用汽车公司投入使用,带来了工业界生产力的革命,
  接下来的机器人研究中心仍然在美国,大致可分为学院派和产业派。产业派始终关注机器人的实际经济用途,英格伯格是其中非常典型的代表,他从使用场合出发把机器人区分为工业机器人和服务型机器人,而后者的应用前途更加广阔,在老龄化社会尤其有意义,并认为学院派的设计师试图赋予机器人人类的外形是错误的,科学家应该关注机器人实际用途的实现,显然英格伯格的观点是把机器人当成人类劳动能力的一种工具性延伸,这听上去不太有趣,所以工厂、医院和图书馆里的机器人很少是类人机器人,但在科学家眼中却是不折不扣的工业机器人和服务机器人。
  学院派的机器人研究在NASA的太空探险计划、美国国防部和一些商业性机构的带动下百花齐放,例如莱伯特在有腿机器人的基础上为军方研究可在复杂地形下承担运输任务的“机器骡”。iRobot公司的科林·安格和海伦·格雷纳在商业环境中发明了可低成本大规模生产并在家庭中使用的吸尘器机器人,并正在研究更多类型的家用机器人,这与英格伯格的设想不谋而合。而NASA的太空探测计划对机器人研究提出了特殊要求:由于发射载荷限制和行星探测距离过于遥远,丹娜·雪莉的太空机器人必须轻巧紧凑,能在太阳系内行星中具有自主处理任务的能力——火星探测机器人需要十分钟才能把紧急情况传回到地球处理,这种滞后性和万一失败的损失使得某些科学家认为现在的行星探测机器人是目前机器人技术发展的最高颠峰。
  在学院派中,麻省理工学院的布鲁克斯在机器人领域开辟了行为主义学派的研究路径,是机器人领域中的大师,本书介绍的10位科学家中,他和他的弟子们就占了百分之三十。而莫拉维克受军方和NASA支持的移动机器人(主要是自动导航车辆)明显在军事上具有广泛用途。
  在这些科学家中,既有对机器人技术发展持极端乐观态度的莫拉维克,他认为在21世纪中叶机器人能够达到甚至超过人类的智力水平,也有持相对保守态度的布鲁克斯,他认为生物学中的规律难以被真正认识并得到应用,而这是我们制造高智能机器人的必备条件,还有一些中间态度者,例如沃维克。不管他们的态度是否乐观,但都表现出对技术无限制发展的某种道德上的担忧,希望社会能从不同的伦理层面进行关注。维纳曾经指出:“技术一旦从我们手上发明出来,我们就再也难以选择它的命运。”
  这本书还有四个特点值得注意:首先,每位科学家的介绍后面都有相关的资源链接,包括科学家自己的主页、媒体相关报道、公开出版物等,使有兴趣的读者可以在本书的基础上按照此索引获取更丰富的知识。其次,在每位科学家的介绍中穿插介绍其中科学家和有关问题的争论,从而使整本书实际上成为了当代机器人发展史的完整叙述。第三,本书的插图非常丰富,每位科学家都有肖像,其主要成果具有照片或示意图,使读者的阅读更加轻松。最后,本书每篇人物介绍和书末都有按照年代排序的个人及学科事件表,帮助读者重新梳理对机器人发展史的认识并巩固内容。
  无论如何,当你读完这本书后,都会对什么是机器人和什么不是机器人有着自己专业或非专业的看法,这个问题不见得有终极答案,但无疑你的回答将使旁人感觉到你不再是一个被动的听众,而是一个积极的思考者。


《现代机器人——万能机器的制造》,(美)哈里·亨德森著,管琴译,上海科学技术文献出版社 2008年1月第1版,定价:18元。

 

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