一文解析机器人发展趋势,从自动化演进到自主化

 机器人资讯     |      2020-06-12

   人工智慧开启了新一代机器人技术 Robotics 2.0,最大改变是从原先人工编写程式而来的自动化,迈向了真正的自主学习。本文将尝试揭开人工智慧(AI)应用的神秘面纱,协助读者瞭解 AI 机器人将如何影响我们的未来,并釐清我们常常听到,但却着墨不多、甚至根本尚未全然理解的主题。

 

  本文为「Robotics 2.0」系列文章的第一篇,讲述机器人技术与 AI 对于各大产业和未来工作的影响。我们将讨论 AI 将如何释放机器人技术的潜力,这项新技术的挑战和机会,以及这一切将如何影响我们的生产力、就业状况、甚至日常生活。在人工智慧被大肆宣传的当下,我们希望透过这些文章鼓励更有建设性和全面性的探讨。

 

  重新定义机器人:揭开次世代 AI 机器人 Robotics 2.0 的神秘面纱

 

  提到机器人,我们总有各式各样天马行空的想像:从 Softbank(软银集团)的社交机器人 Pepper、能轻松后空翻的 Boston Dynamics 公司机器人 Atlas、《魔鬼终结者》(Terminator)系列电影的人造人杀手,到电视影集《西方极乐园》(West World)中随处可见、栩栩如生的拟真机器人角色。

 

  我们常常听到两极化的观点;有些人倾向高估机器人模仿人类的能力,认为机器终将取代人类,有些人则对新研究和技术的潜力太过悲观。

 

  在过去一年之中,许多创业、科技、新创业界的朋友都曾问过我,在 AI,尤其是深度强化学习和机器人技术的领域,究竟有哪些「实际」进展?

 

  令人最为好奇的是:

 

  AI 机器人和传统机器人有什么不一样?AI 机器人是否真有颠覆各大产业的潜力?它的能力和限制又是什么?

 

  看来,想要瞭解现在的技术进步和产业格局,是出乎意料的困难,更不用说要对未来做出预测。藉由这篇文章,我尝试揭开人工智慧应用于机器的神秘面纱,釐清这个我们常常听到,但却着墨不多、或根本未全然理解的主题。

 

  首先必须回答的基本问题:什么是 AI 机器人(AI-enabled Robotics)?它们又有什么独特之处?

 

  机器人演进:从自动化到自主化

 

  「机器学习解决了以往『对电脑困难,对人来说却容易』的各种问题,或以更容易理解的方式来说,就是解决了『人类很难让电脑也理解』的问题。」

 

  — — Benedict Evans,安霍创投(a16z)

 

  AI 所造就的机器人技术领域,最大成果是从原先的「自动化」(工程师藉由程式设计编写规则,让机器人遵守)迈向了真正的「自主学习」。

 

  如果机器人只需要处理一件事情,那么,它到底有没有人工智慧,差别其实看不出来;但是,如果机器人需要处理各式各样的任务、或是回应人类与环境的变化,就需要一定程度的自主性才能胜任。

 

  我们不妨借用下列不同等级的自驾车定义,一併解释机器人的演变:

 

  Level 0 — 无自动化:由人类操作机器,没有机器人的参与。(机器人的普遍定义,是指有能力自行从事复杂动作的可程式化拟人机械)。

 

  Level 1 — 单一自动化运作:单一功能已自动化,但不使用环境资讯。这是自动化与制造业中传统的机器人使用现况。透过程式编辑,机器人能够以高精度与速度重复执行特定工作;但直至目前为止,多数实际运用的机器人都无法感知或应变环境的变化。

 

  Level 2 — 部分自动化:透过环境感知所输入的特定功能,协助机器进行决策。例如某些机器人透过视觉感应器,识别并应付不同的对象:然而,传统的电脑视觉,需要对每个对象进行预先登记和清楚的指示,且机器人还是缺乏处理变更、意外状况、或是新对象的能力。

 

  Level 3 — 条件式自主:机器控制了所有的环境监控行为,但仍需要人为检查关注与(即时)介入。

 

  Level 4 — 高度自主:在某些情况下、或是定义的区域内完全自主。

 

  Level 5 — 完全自主:在任何状况下均可完全自主,不需人为介入。

 

  我们现在处于哪一种自主等级呢?

 

  现在,工厂里多数机器人都是透过开放式迴路、或是非回馈方式予以控制。这意味着它们的运作与感测器回馈各自独立、彼此互不影响(level 1)。

 

  少数在工厂中的机器人,会根据感测器回馈而调整操作(level 2);此外还有协作型机器人(cobot),他们的操做更加简单安全,因此能与人类共同作业。然而,相较于产业用机器人,这种机器人的精确度和速度却相形失色。另外,虽然协作型机器人的程式化相对简单,但它们仍然不具有自主学习性;每当工作内容或环境有所变动时,就需要由人类手动引导协作机器人进行调整,或是重新编写程式,机器本身无法自主举一反三,弹性应变。

 

  深度学习(Deep Learning)和强化学习(Reinforcement Learning)能帮助机器人自主处理各种物件,将人类的介入程度降到最低。

 

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