AIR 006 | 中國工程院徐揚(yáng)生院士：智能機(jī)器人的問題與思考

我們對人工智能機(jī)器人的智能程度的追求是其對世界的主動(dòng)認(rèn)知能力，目前人類對于人工智能的研究正從感知到認(rèn)知的進(jìn)步當(dāng)中，那么，目前我們對感知能力的研究又到了哪一個(gè)階段呢？在通向的目標(biāo)的路上我們還需要思考哪些問題？在人工智能與機(jī)器人峰會(huì)上，香港中文大學(xué)（深圳）校長、中國工程院院士、機(jī)器人及智能系統(tǒng)專家徐揚(yáng)生展示了機(jī)器人智能化的技術(shù)路徑、歷史沿革與應(yīng)用案例。

徐院士表示，現(xiàn)代化的所有革新和進(jìn)步都是圍繞人體肉體的解放，比如機(jī)器人代替人類勞作。但心靈與大腦的解放其實(shí)更重要。智能革命應(yīng)該圍繞心腦革命，智能時(shí)代會(huì)到來，但還早。機(jī)器人要像PC一樣走向千家萬戶，那時(shí)才進(jìn)入了人工智能時(shí)代。

雖然自己從事機(jī)器人研究領(lǐng)域30多年，也做出了許多成果，可是連我自己也不知道這些成果在實(shí)際生活中到底有什么用，但他相信這些研究的技術(shù)積累在未來一定會(huì)產(chǎn)生很大的積極作用。

徐院士提出，機(jī)器人要向自然學(xué)習(xí)。但是，至于機(jī)器人系統(tǒng)要不要有“人”、動(dòng)態(tài)機(jī)器人（跑步和騎自行車的機(jī)器人）的未來發(fā)展如何，這還是我們需要不斷研究的問題。

機(jī)器人三要素

• 感知

• 認(rèn)知

• 動(dòng)作

對于機(jī)器人，我們把它定義成主要由這三個(gè)要素組合成的東西：一個(gè)稱之為感知，一個(gè)稱之為認(rèn)知，一個(gè)稱之為動(dòng)作。風(fēng)冷不冷？這是感知。風(fēng)冷的話，要不要加衣服？加哪件衣服呢？這是認(rèn)知——做決策，做判斷，做控制的部分。真的要加衣服，怎么穿？這叫動(dòng)作。

• 在機(jī)器人前面50年的歷史發(fā)展當(dāng)中，80%以上的精力都放在動(dòng)作部分，人類還沒有這個(gè)能力做前面兩項(xiàng)要素。

• 而最近15年之間，有些人比較關(guān)注第二個(gè)認(rèn)知問題，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等都由此開始。

• 感知是大家最后獲得的東西，也恰恰是最重要的東西。

“我一共研制了四五十個(gè)機(jī)器人”

我大概自己研制了四五十個(gè)機(jī)器人，大的機(jī)器人大概跟這個(gè)房子差不多大，小的甚至可以放到血管里執(zhí)行任務(wù)。接下來給大家看一看，并分享研發(fā)機(jī)器人當(dāng)中會(huì)有些什么問題——有些我們已經(jīng)解決了，有些還沒有解決；第二個(gè)跟大家講在機(jī)器人發(fā)展過程中有一些什么問題——我自己的感覺，這些問題都是我自己想的，這些問題是我的問題，可能不是你的問題，但至少我跟大家分享我的問題是在哪里；最后就是我的思考跟建議，跟大家分享，也許有些作用。

• 借鑒毛毛蟲的爬樹機(jī)器人
  

前四五年我做的是一個(gè)爬樹的機(jī)器人。它所有的樹上都可以爬，粗的樹可以爬，細(xì)的樹也可以爬，竹子上也可以爬，光滑的表面都可以爬，往上爬往下爬都可以。

粗的照樣可以爬——它是借鑒毛毛蟲的概念。如何實(shí)現(xiàn)有效的可靠的攀爬？爬樹手掌很重要，又要有效，有效就是又要爬得快，爬得快又要有效，這很難做得到，我們做到了。

是否需要帶傳感器？帶上有什么好處，有什么壞處？

自動(dòng)攀爬可不可以做？讓它攀爬，不告訴它怎么爬？

上面兩個(gè)解決了，下面那個(gè)解決了一半，還沒有全部解決。有什么應(yīng)用背景？做出來到底有什么用？我告訴你我自己也不知道有什么用，做研究的東西很多情況之下是自己不知道的，我做的機(jī)器人至少30多個(gè)，當(dāng)中一半是不知道到底做出來有什么用，我跟你們說真話。有沒有用是做出來以后再看的。

• 給小狗小貓做的寵物機(jī)器人

這是寵物的機(jī)器人，大家看一下，給小狗小貓做的。我們出差兩三天不在家，怎么護(hù)理寵物？我們放個(gè)機(jī)器人，可以跟寵物做陪伴，還可以知道它要吃什么，這是非常好的。我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)在香港做。一開始時(shí)，通過手機(jī)，主人可以跟寵物說話，但它看不到，它會(huì)亂叫，香港的動(dòng)物協(xié)說這是虐待寵物，到最后起訴這個(gè)事情。

這個(gè)是很有用的。問題在哪里？人跟寵物怎么互動(dòng)，怎么跟蹤？這件事在人工機(jī)器人里面也是很大的問題。能不能聽懂一些動(dòng)物的呼叫？這件事不容易，我大概在十年前開始做的，雇了一個(gè)學(xué)生，從哈工大來的，來了以后做了半年以后，什么也沒做出來，到最后這個(gè)領(lǐng)域基本上停下來了。

我覺得人跟動(dòng)物交互是非常重要的。大概在25年前，我在美國，當(dāng)時(shí)人民日報(bào)海外版一個(gè)消息說：四川北部山區(qū)一個(gè)農(nóng)民能夠聽得懂54種鳥的叫聲，鳥叫的時(shí)候他就知道大概什么意思。所以這個(gè)人他把他兒子帶到山上去，帶到山上去以后兒子很寂寞，感覺這件事不能做，兩個(gè)月以后就下來了，過了幾個(gè)月以后這個(gè)老人就下來了，我當(dāng)時(shí)看到這個(gè)報(bào)道里面覺得非常悲哀，我覺得這就失傳了。我有時(shí)候下鄉(xiāng)，我知道有些農(nóng)民能聽懂動(dòng)物的呼叫，我覺得這是非常有意義的事情。動(dòng)物需要什么樣的伴侶？人需要伴侶，但是動(dòng)物需要什么樣的伴侶你知道嗎？機(jī)器人自身的能源、食物供給、控制問題，這也是我們考慮的，這些問題有些解決了，有些還沒有。

• 爬衣服的機(jī)器人

這個(gè)爬衣服的機(jī)器人，是人類歷史上第一個(gè)能在軟性東西上攀爬的機(jī)器人。這個(gè)我也不知道能干什么。你可以做什么用呢？你可以想想看。如何實(shí)現(xiàn)柔性物質(zhì)上的攀爬，而不破壞柔性物質(zhì)的整體，我覺得是蠻有趣的事情。

在柔性物體上的機(jī)器人規(guī)劃應(yīng)該怎么樣，我沒有看到任何這樣的文章。如何保護(hù)衣服的表面？同時(shí)機(jī)器人能夠走？應(yīng)用背景到底在哪里？都不清楚。所以這是跟大家分享一下，我們在做的一些機(jī)器人。

• 寫書法的機(jī)器人

有些朋友知道我比較喜歡寫書法，現(xiàn)在我要叫一個(gè)機(jī)器人來寫書法——下面看看寫書法的機(jī)器人。它能夠?qū)W任何人的書法，你叫它怎么寫它就怎么寫。那下面一個(gè)問題就出來了：它能不能在你的基礎(chǔ)上提高一點(diǎn)，做點(diǎn)創(chuàng)新在里面？有些時(shí)候可以，有些時(shí)候不可以——大多數(shù)情況之下不可以。

這個(gè)學(xué)的是米芾的書法。能不能學(xué)習(xí)一種書法？線型的產(chǎn)生是怎么學(xué)習(xí)的？這件事情很漂亮，做了大概三年，做了點(diǎn)工作，但是沒完全做好，能不能猜古代的一些字？這里有一個(gè)很重要的問題。

如何判斷書法的水平、模仿的水平？書法的水平跟模仿的水平是完全不同的兩件事情。比如說我學(xué)習(xí)大洋的字，模仿是大洋寫的字我寫的最準(zhǔn)，這叫模仿的水平，這跟書法的水平是兩回事。書法的水平是這個(gè)字好不好，這兩件事情是完全不同的，現(xiàn)在很多人把這兩件事混在一起去想。能不能做原創(chuàng)的東西？機(jī)器人現(xiàn)在能夠做到什么？比如很簡單，高院士、樊院士它出來的字有點(diǎn)既像高院士又像樊院士。

• 家庭交互機(jī)器人

再看看最后一個(gè)機(jī)器人，這是一個(gè)交互機(jī)器人，能夠陪伴老人。敲它一下，告訴它醒了，然后你拍它馬屁，對它好點(diǎn)，它也能學(xué)，它能夠陪你說話、跳舞、唱歌、打牌、下棋，都可以。打牌的時(shí)候，它可以比你的水平稍微好一點(diǎn)點(diǎn)，也讓你贏幾盤，也讓你輸幾盤。你老是輸?shù)脑捤桓吲d，老是贏的話也不高興，所以這是一個(gè)交互的機(jī)器人。

交互什么意思？就是要了解老人的智能程度跟喜好，老人的智能程度是不一樣的。我上面有四個(gè)老人，現(xiàn)在剛剛走了兩個(gè)，所以我知道老人的智能程度是一點(diǎn)點(diǎn)在變化，而且變化蠻明顯的。所以，如果老人比較機(jī)靈一點(diǎn)，那你也應(yīng)該讓它機(jī)靈點(diǎn)。

老人需要怎樣的伴侶？我發(fā)現(xiàn)所有現(xiàn)在做這些事情的人都是年輕人，老人其實(shí)不在意，你的那些東西他一定不在乎，但他在乎的東西你不給他，老人到底在乎什么？好好想想。

交互機(jī)器人應(yīng)該像寵物一點(diǎn)還是應(yīng)該像人一點(diǎn)？我要給家里人老人做一個(gè)機(jī)器人，很簡單。但你要做一個(gè)機(jī)器人還是機(jī)器貓，老人喜歡什么？沒人知道這件事情。如果知道的話，也不知道為什么。最好的交互形式是什么？剛才我們用了模板、手勢跟聲音，語音很多東西上來都是有機(jī)會(huì)做這些事情的，這是我做機(jī)器人的一些思考。

智能革命

現(xiàn)在跟大家講第二部分，就是智能革命。

內(nèi)地中國人很講革命兩個(gè)字，我知道，幾乎所有現(xiàn)代化的目的是人的肉體解放，改革開放30年走過的都是肉體的解放：越來越先進(jìn)的機(jī)械代替人的肉體勞動(dòng)——以前是走路的，后來可以坐馬車了，現(xiàn)在可以坐汽車，可以坐飛機(jī)了。總的來說，是越來越減少的肉體勞動(dòng)，越來越先進(jìn)的機(jī)械代替人的肉體勞動(dòng)；越來越先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)維護(hù)人的肉體運(yùn)作。

但是，大腦與心靈的解放，遠(yuǎn)比肉體的解放更重要。

任何一個(gè)人的細(xì)胞，它大概在兩三年之內(nèi)基本上就換掉了，胃換掉了，皮膚換掉了，鼻子換掉了，骨骼也換掉了。什么東西是不換的？腦的細(xì)胞是不換的，心臟的細(xì)胞是不換的，所以心腦基本上是不換的。

真正決定你是誰，誰是你的，不是肉體，是心腦。這是人類最基本的東西，所以智能革命是圍繞這件事情展開的，智能也好智慧也好，實(shí)際上是心腦的解放。

現(xiàn)在大家說人工智能時(shí)代到來了，我稱之為早熟的人工智能。我要說這個(gè)時(shí)代真正會(huì)不會(huì)到來？一定會(huì)到來。我是非常看好的，這涉及到千家萬戶的革命。

大家知道計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在每個(gè)人手上都有個(gè)手機(jī)，這就是計(jì)算機(jī)。所以計(jì)算機(jī)走到了千家萬戶。當(dāng)時(shí)有一個(gè)中國人是有幫助的，這個(gè)人叫王安。機(jī)器人要走到智能，人工智能要走到智能，一定要走到千家萬戶，不然這個(gè)革命是做不起來的。

機(jī)器人如何向自然學(xué)習(xí)？我們知道動(dòng)物與人類的進(jìn)化就是與自然學(xué)習(xí)的過程——人類有語言之前做什么？人類有語言之前是會(huì)唱歌的，我們唱歌是怎么出現(xiàn)的？是跟自然學(xué)習(xí)的過程。大家不要忽略自然的原因。

舉個(gè)例子，鳥與飛機(jī)，人類現(xiàn)在能飛起來了嗎？飛機(jī)是可以飛起來了，但人類飛起來和坐在飛機(jī)上是兩回事。不僅在結(jié)構(gòu)上，而且在運(yùn)動(dòng)上，提高靈活性，減少能耗。

• 機(jī)器人的智能可擴(kuò)展性

機(jī)器動(dòng)物跟機(jī)器人哪個(gè)有意思？下面就是機(jī)器人的智能可擴(kuò)展性。

剛才說，你學(xué)了樊院士的字以后可不可以擴(kuò)展？擴(kuò)展一點(diǎn)點(diǎn)是可以的，繼續(xù)擴(kuò)展呢？包括下棋，現(xiàn)在AlphaGo出來以后還下棋，把棋手的技能能擴(kuò)展到什么程度？我們大家都知道，學(xué)車學(xué)得快的人，如果叫他去開飛機(jī)也可能會(huì)快一點(diǎn)，什么原因？機(jī)器人為什么不能做到這一條？擴(kuò)展的條件是什么？是數(shù)據(jù)嗎？現(xiàn)在大數(shù)據(jù)有了。這個(gè)問題我一點(diǎn)都不知道這件事情到底在哪里，特殊的智能與通用的智能有什么差別？機(jī)器人學(xué)界這件事情圍繞著做了二十幾年，通用的智能跟特殊的智能是完全不一樣的兩回事。

學(xué)習(xí)的有效性，人的記憶的可擴(kuò)展性……這都是我在思考的一些問題。機(jī)器人的智能功能在哪里？人有分布式智能，你給我一碗水，這杯水是燙的，我馬上放掉了。機(jī)器人的智能為什么不能分布一點(diǎn)到別的地方去？機(jī)器人的智能應(yīng)該分的是云端的還是分享智能這方面？現(xiàn)在很多人都放到云當(dāng)中，到底應(yīng)該怎么考慮這件事情：通訊領(lǐng)域上的問題；安全性與有效性。

• 機(jī)器人設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮什么？

我們再看看機(jī)器人設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮什么。

大概是15年前我們做空間機(jī)器人的時(shí)候，我們設(shè)計(jì)衛(wèi)星。我們以前設(shè)計(jì)的衛(wèi)星是不考慮人的，如果衛(wèi)星上面有人呢？衛(wèi)星上面有機(jī)器人呢？衛(wèi)星的設(shè)計(jì)應(yīng)該是不一樣的。大家看看車跟飛機(jī)，它設(shè)計(jì)的時(shí)候就把位置留在那里，這個(gè)問題為什么沒有人考慮過。機(jī)器人為什么不能設(shè)計(jì)成可隨身攜帶的？比如智能工具，比如我爬上去，你給我設(shè)計(jì)一個(gè)手套我可能爬上去。我大概做了13年，這個(gè)有機(jī)會(huì)再好好講。

人的功能的擴(kuò)大化——把皮帶、鞋子、眼鏡都作為人的智能工具的一部分。這里又講到：人跟機(jī)器人的強(qiáng)項(xiàng)在哪里，人的弱點(diǎn)在哪里，機(jī)器人的弱點(diǎn)在哪里。比如我現(xiàn)在給你一個(gè)針，你拿著這個(gè)針到自己的房間里面去，這件事情對人來說不是那么容易的，但對機(jī)器人來說是很容易的。有些是機(jī)器人很厲害的，有些是人很厲害的。大家看到AlphaGo贏了，好像人類的智慧受到挑戰(zhàn)，我告訴大家不是，人類的強(qiáng)項(xiàng)是在直覺部分、創(chuàng)造部分、想象部分。機(jī)器人有嗎？直到現(xiàn)在還沒有，這是人類偉大的地方。

我們再來看看，康復(fù)醫(yī)療當(dāng)中也有很多這樣的問題。人是擺在里面的，機(jī)器人是一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)不應(yīng)該有人，有人跟沒有人是完全不一樣的。我們再來看看動(dòng)態(tài)機(jī)器人的意義在哪里？比如，自行車是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定而靜態(tài)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，越快越穩(wěn)，對這樣的系統(tǒng)為什么不能做個(gè)動(dòng)態(tài)的機(jī)器人在里面呢？動(dòng)態(tài)機(jī)器人的優(yōu)勢在哪里？比較光滑的地方要有輪式機(jī)器人，機(jī)器人應(yīng)該是一只腳還是兩只腳還是三只腳？沒人跟你講過。小孩子開始走路之前是會(huì)跑的，跑比走的快，所以人類習(xí)慣靜態(tài)，正說明需要?jiǎng)討B(tài)。

機(jī)器人應(yīng)該像人一樣的，機(jī)器人既不是動(dòng)物，也不是人，為什么要像人一樣的東西？我把這句話講完就基本上差不多了，這是我自己的研究。我每天早上在公園里散步在山上，我的家住在山旁邊，在龍崗，我說人字旁邊一個(gè)山字，就是“仙”字，我每天上山，六點(diǎn)鐘上山，上山以后遇到一件很重要的事情，所有的植物的頭都是朝下，就是根是朝下的，動(dòng)物的頭是平的，人的頭是朝上的，為什么會(huì)這樣？機(jī)器人的頭應(yīng)該放在哪里？沒人說過這件事情。

我個(gè)人的感覺，工業(yè)機(jī)器人的問題是部分的強(qiáng)調(diào)了它的通用性，忽略了它的實(shí)用性，人是萬能的嗎？這些我也以后跟大家交流。

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