新華社北京6月18日電(新華社記者)世博會日本館,長著一雙黑色大眼睛的機器人手執小提琴走上舞臺,微微頷首,開始演奏觀眾熟悉的中國民歌《茉莉花》。如果不是其身後的大屏幕顯示它用手指按壓琴弦的動作,很難相信這樣悠揚的琴聲出自一個機器人之手。一曲終了,機器人高高舉起拿著琴弓的右手向觀眾致意,贏得一陣熱烈的掌聲。
意大利館第三區域,一個正在拼圖的紅色柯馬機器人引來小朋友的圍觀和讚嘆。它不停變換一套積木的擺放順序,將其拼成中國國旗、意大利國旗、世博會徽標以及吉祥物海寶的圖案。
機器人及人工智慧技術是本次世博會的科技熱點之一,而在日常生活中,機器人的發展與變遷以及未來的發展趨勢也是人們津津樂道的話題。
完成時:勤勉勞動力 人類好幫手
在素有“機器人王國”之稱的日本,機器人的研發和應用已不再局限于製造行業,面向服務業的機器人技術日漸成熟:如三菱重工業公司的機器人保姆“若丸”,能給主人讀電子郵件、報告新聞頭條,能記住主人的生日和結婚紀念日,還能看家護院;早稻田大學的護理機器人“Twendy-One”,能幫助老年人和殘疾人起床,為他們準備早餐,陪他們聊天;還有本田的類人型機器人阿西莫,可以“完全”充當一名家庭成員。
日本近年來研發的新一代機器人還開始應用於反恐、救災和資源探索等領域。比如,2008年北海道洞爺湖舉辦八國峰會期間,東京警方在反恐演練中引入了遙控引爆機器人,這種機器人不僅能通過機械手排除車輛前的不明物體,還能依靠紅外線攝像機檢查不明物的內部情況。
法國機器人製造業的起步是出於核電站建設的需求,如今,法國的機器人在醫療、科學探測和工程作業等方面發揮著重要的作用。比如2008年法國研發成功的一款機器人麻醉師,目前已完成數百例臨床試驗。這款機器人的光譜監測儀能記錄病人大腦的活動情況,從而測知麻醉情況,準確控制麻醉劑的使用量。
而在比利時南部畜牧業較發達的瓦隆大區,機器人擠奶系統廣受歡迎。每套機器人擠奶系統每天可為50至60頭奶牛擠奶,大多數奶牛每天擠奶3次。機器人擠奶系統可儲存和跟蹤奶牛的相關信息,如每頭奶牛的擠奶時間、以往的産奶量及預期産奶量,同時還能監測奶牛對擠奶器的反應是否正常及擠出的牛奶是否正常。這些信息都會傳輸到牧場管理數據庫中,分析工具可以幫助牧場管理員了解和評估每頭奶牛的狀態和牛奶産量等。
瑞典查爾莫斯科技大學開發出的球形機器人能夠在泥漿、沙土以及雪地等各種地形條件下順利前進,因此能和其他安全救援設備合作完成各種救援任務。目前球形機器人已實現商業化。
進行時:上天又入海 本領頻升級
美國是機器人的發源地,而目前機器人的數量遠遠少於日本,原因之一是美國部分工人曾經認為機器人會搶他們的飯碗,不歡迎機器人,這抑制了機器人的發展。與之相對照,日本由於勞動力短缺,政府和企業都積極發展機器人,成就了今天的機器人大國。而現在,世界各國都認識到機器人是推動未來各行各業發展的重要力量,紛紛上馬各類機器人研發項目,依靠政策推動機器人及其技術的普及。
德國有多個研究項目,專注于類人型機器人的各種局部課題。據德國機器人協會理事會成員、卡爾斯魯厄大學人體機械學院工程博士塔明·阿斯福爾介紹,慕尼黑工業大學應用機械學院的“約翰尼”和“洛拉”項目,專注于雙腿類人型機器人智慧行走的問題,以讓機器人模倣人類行走的姿態和速度。比勒費爾德大學則專攻機器人手臂抓握、控制以及人工智慧等課題,他們以日本的阿西莫為基礎,嘗試改進其認知能力。
日本政府對使用機器人的企業實施了一系列優惠政策,諸如給予減稅、貸款優惠等等。除此之外,政府還向機器人製造商實施了優惠稅制、幫助融資等多項政策,鼓勵機器人技術的研發和創新。
另一方面,為保持該領域的國際競爭力和優勢地位,日本政府近年來提出了包括機器人産業在內的新産業創造戰略,希望通過産業界、科研機構和大學聯手來大規模開發新一代機器人,並培養相關領域的優秀人才。其中,以名古屋為中心的東海地區要將機器人培育為繼汽車産業後新的支柱産業。
在多種因素的推動下,許多國家的機器人本領日益高強,可謂“上天入海,無所不能”。
美國航天局下屬噴氣推進實驗室等機構研發的新型水下機器人今年3月已經完成為期3個月的首輪耐力試驗。這款以天然和可再生海水熱量為動力的機器人已300多次成功潛入海面以下500米。
日本東大阪宇宙開發協會已準備向月球發送能雙腳步行的機器人,實施月表地質調查,並通過在月球表面觀測天體發現新行星。
意大利比薩聖安娜大學微工程研究中心正在進行“水下網絡機器人”的研發工作,設計中的這款機器人能夠在大海、湖泊、河流等不同水域工作,未來將可能在處理生態災難中發揮重要作用。
各種機器人不僅在宏觀領域大顯身手,也正努力拓展在微觀世界的服務能力。美國哥倫比亞大學、亞利桑那州立大學等機構的科學家今年5月就剛剛研發出一種能在人工環境中移動、變向和停止的分子機器人。這種分子機器人能在人工設置的寡核苷酸引導下,在寬2納米、長100納米的範圍內移動。將來,這種機器人可在醫學領域用於修復受損組織、攜帶藥物,還可以被釋放到細胞膜上執行任務。
將來時:安全需保障 五關待突破
越來越多的各類機器人活躍在人類生産、生活的多個領域,而要實現機器人真正融入社會,普及至一般家庭,除目前機器人高昂的價格是一個主要障礙外,如何確保機器人的安全性正成為研發機構和製造商面臨的首要課題。但目前的機器人還沒有自我意識,不具備自律能力,一旦出現故障,很可能傷及人類。
為防範在服務業使用的機器人發生事故,日本經濟産業省已制定相關安全指導方針,要求研究機構加大力度開發傳感器等核心技術,在確保機器人能緊急停止和避免碰撞方面下工夫。此外,政府相關部門還在商討設置對機器人進行安全試驗的第三方機構,完善發生事故時傷害保險和賠償的相關法律。
機器人面臨的另一個課題是實現高智慧化。現有的大部分機器人只能應對事先編入程序的問題,而未來的機器人則應具備從周圍環境中學習新知識、根據所學改變自身,以及從容應對環境變化的能力。
從基礎技術層面來看,機器人真正走進社會生活還需攻克五個關鍵的技術障礙:電腦運算能力、感應技術、供電、發動機以及軟體程序,但目前除了電腦運算能力和感應技術外,其他幾項技術還沒有重大突破。
正如德國機器人協會理事會成員、卡爾斯魯厄大學人體機械學院工程博士塔明·阿斯福爾所説,機器人是一門非常複雜的學科,涉及計算機語言、機械、電子、自動控制以及人工智慧等眾多學科。但是包括類人型機器人在內的各種機器人未來將得到廣泛應用,它們會成為人類的助手和夥伴,將顯著提高人類的生活質量。(執筆記者錢錚;參與記者任海軍、李學梅、王昀加、劉秀榮、張瑩、黃靈,報道員黃一凡、周谷風、孫鍥、馬爾蓋蒂)