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展望机器人的未来:从仿人到超人
2015年11月26日

   机器人总是这么一个奇特的存在,影视中万能,现实中呆萌。在世界机器人大会主论坛上,韩国高等科学技术院(KAIST)类人机器人研究中心主任吴俊浩做主题演讲时播放的视频就深刻地再现了这一点。他们研发的机器人DRC-HUBO在今年的DARPA机器人挑战赛上斩获200万美元冠军大奖。这位教授毫不客气地播放了其余24个机器人手下败将在比赛做任务过程中各种跌倒的视频集锦。走路,跌倒!下台阶,跌倒!开车门下车,跌倒!

  这些来自世界各地的机器人,都由高校或科研院所的实验室花几年时间研制的,成本造价约为100万至200万美元,在实验室表现都很棒,一进入现实环境的测试,却不断摔倒,出现种种故障,很多甚至都没完成比试任务,令人失望。

  “两足行走本身对于机器人来说并不安全。”这是HUBO团队早就经过研究得出的结论。于是他们创新出一种轮式模式,当机器人发现情况复杂,有可能站不稳走不稳时,就跪下来,利用膝盖和脚上的轮子前进。这让机器人可以在高危的仿人双脚前进模式,和更合机器口味的轮式前进模式间简单自如地切换。这办法是不是机智得“让人忍不住给跪”?

  事实上,HUBO的这种切换,反映了当今机器人研究两大门类的合流:模仿生物的功能,这更多偏向科学的范畴;发挥技术的优势,这更多偏向工程的范畴。主论坛上发言的科学家们,在谈到机器人技术的未来时,几乎都涉及这两方面内容。

  “科学和工程学必须要更多地融合在一起,他们代表机器人发展的未来。”在意大利圣安娜大学生物机器人研究所主任保罗·达里奥看来,现在生物机器学和仿生学是非常成功的领域,而用类生命系统去复制自然系统的功能和特征就是仿生学的内涵。“我们会对自然界的一些系统进行建模,以找到设计的原模,再利用这些原模设计机械机器人,可以设计灾害响应机器人、康复机器人、手术机器人等。”

  仿生学是一个师法自然的流派,保罗研究鸡、蝗虫、章鱼等各种动物的运动模式,并在主论坛报告中举了几个有趣的实例:他们仿照蚯蚓的运动特征设计结肠镜设备,实现了结肠镜的视觉化,而且结肠镜可以像蚯蚓钻入泥土一样毫不费力地钻进人类结肠,不会让人感到痛苦。这样无痛的结肠镜检查已经在1500多个患者身上进行了测试。他们将神经仿生学回环用在可穿戴的机器人手臂上,可以让人更好地控制假肢。甚至有患者使用仿生学假肢获得了舞蹈比赛的优胜奖。

  保罗·达里奥表示,未来的新一代机器人还需要集成和简化现有的技术。它们将会有巨大飞跃,或许可以帮助人类的整个生命阶段,从儿童期、成年一直到老年。

  机器人是个多学科、综合性的领域。它的发展动力来自两个方面:一是新技术发展的推动,二是新应用的拉动。美国密歇根州立大学教授席宁在世界机器人大会主论坛的报告中,从新技术和新应用的出现,推测机器人技术的下一步发展,认为机器人的下一步是从模仿人到超越人。

  未来机器人能做哪些人类做不到的事情呢?席宁特别重点地分析了纳米机器人在生物制药领域的应用前景,并认为这很可能将是机器人产业的下一个爆点。

  从新技术的推动方向分析,纳米和微纳米技术的发展给机器人提供了新的应用领域。“纳米、微纳米领域是看不见、摸不着的,现在机器人把原来看不见、摸不着的东西变得能看到、能摸着,扩展了人在微小环境里的加工能力。”

  从新应用的拉动方向分析,生物医药领域中,新药研发的时间漫长,投入巨大且一直在上升,而人类又不断面对新疾病的威胁。“解决这个问题重要的途径就是把新药开发的过程自动化,纳米机器人可以做到这一点。”

  席宁描述了自己的思路:“我们要开发一套自动化系统,就像今天的生产自动化一样,不是装配零件而是开发新药,传送带送来的都是细胞,用机器人把药物放在细胞上。这是一个操作过程,同时进行测量,看药物效果,纳米机器人可以让这个过程高速进行,在短时间内对大量药物直接在细胞上进行筛选,就可以大大提高新药开发的效率。”

  “在我们看不到的空间里有一个广泛的空间。”席宁说,未来机器人技术除了代替人以外,更重要的是能够克服距离、尺度、环境给人带来的困难,做人类做不到的事情。(佘惠敏)

来源:经济日报

责任编辑:赵颖