人形机器人:越来越近的赛博梦
当人体的一切奥秘被揭示时,我们惊叹其美妙。正如德国慕尼黑工业大学教授尤韦·哈斯所言,人形机器人是人类数百年来痴迷与偏爱的体现,它们在现代科幻小说和电影中展现出无限可能。从终结者T-800到钢铁侠的钢铁装甲,人形机器人正逐步走进我们的现实生活。
随着技术的飞速发展,人形机器人已经引起了全球范围内的关注。今年初,工信部部长金壮龙在新闻发布会上明确表示将加快布局人形机器人等前沿领域。与此小米集团董事长兼CEO雷军也在全国两会上提出推动仿生人形机器人快速发展的建议。特斯拉创始人马斯克更是大胆预测,未来人形机器人的数量可能会超过人类。
人形机器人,究竟何时才能走进我们的生活?为了解答这个问题,我们深入探访了浙江省内外的研究机构。在浙江大学机器人研究院,我们了解到人形机器人也被称为“仿生人”,它们模仿人类的外观和行为,目的是帮助人类完成重复、枯燥或危险的工作。从某种程度上说,它们是人工智能与人类能力的结合与延伸。
回溯历史,1927年美国西屋公司制造了世界上第一个人形机器人“Televox”,这是人形机器人在科技长河中的首次涌现。之后,日本、欧盟等都开始了相关研究,其中日本在这一领域曾一度领先。例如早稻田大学的全球首个全尺寸人形“智能”机器人WABOT-1,以及本田公司的ASIMO机器人都是其中的佼佼者。
但由于核心技术受限、商用价值不明确和成本高昂等因素,人形机器人一度陷入困境。然而近年来,随着人工智能的发展,人形机器人重新成为焦点。在强大的算法加持下,人形机器人能自主决策、完成任务,展现出类人的逻辑和沟通能力,甚至能模拟人类的情感和情绪。
在杭州之江实验室智能机器人研究中心,一支百人团队正在研发全新的人形机器人整机。他们展示了名为“小之”的人形机器人,它拥有敏锐传感器和自主决策系统,可以感知环境并主动执行任务。“小之”还具备情感交互能力,能与人进行情感交流。类似的进步还在中国科学技术大学的机器人实验室中展开,他们研发的熊猫机器人“小川”具备超乎普通机器人的情感能力。如今,“小川”已在成都的大熊猫繁育研究基地工作并与游客互动。这一切都展现了人形机器人在现代科技中的无限潜力和可能性。未来人机共生时代即将来临!谈及情感响应的机器人,不禁让人联想到未来的家庭伴侣。它们将带着情感的抚慰,如宠物般陪伴我们,特别是在孤独的时刻。对于人们来说,这样的机器人更像是一个“陪伴者”,而非单纯的机器。从技术层面来看,大约再过五年,这样的情感机器人将走进寻常百姓家。它们将不仅仅是技术进步的象征,更是人类情感寄托的载体。
说到机器人的运动能力,不得不提及波士顿动力发布的视频中的Atlas机器人。其流畅的运动、惊人的协调性令人叹为观止。而这背后,除了高级的控制算法,还有支撑其运动的核心零部件——关节的卓越表现。在中国科学院宁波材料技术与工程研究所,有一个精密驱动与智能机器人团队,他们正在研发具有极高爆发力的机器人关节。这些关节相当于人类的肌肉,为机器人的跑跳提供支撑。
为了让人形机器人更好地适应家庭环境,轻量化成为了一个重要的研究方向。机器人进入家庭后,过重的身体可能会对人造成冲击。减轻重量不仅是为了减少风险,更是为了更好地与人交互、共融。其中,关节电机是驱动机器人运动的核心部件。杨桂林团队经过多年研究,成功研发出轻巧且爆发力强的关节电机,其性能已经超越了一些国际知名品牌。
宋伟和他的团队也在致力于机器人的轻量化研究。他们运用3D金属打印技术,成功使机器人腿部的重量减轻了30%。对于人形机器人来说,如何让双足行走成为了一大挑战。而实现机器人的“够轻”“够有力”,最终目的就是为了让其行走得更快。经过不断调试和验证,他们的机器人在现实环境中已经能够达到6公里/小时的行走速度。
人形机器人的研发是一项跨学科、高度复杂的任务。它不仅涉及到机械、电子、计算机等多个领域,还需要强大的科研能力和战略定力。尽管人形机器人的研发面临诸多挑战,但宋伟和他的团队坚信,向难处行,是为了以此牵引,带动相关产业的发展。他们的目标是将人形机器人所涉及的技术逐步转化为实际应用,并赋能产业。无论是用于养老助残的服务领域,还是应用于工业机器人,他们都在努力前行。
那么,人形机器人必须像人吗?答案并非如此。设计人形机器人的初衷是为了使其能够使用一切人类使用的物品,并适应目前人类的环境。比如,设计成双足而非滚轮式,可以使其轻松上下楼梯,跨越障碍。但最终的目标是为了创造一种能够与人类和谐共处、为人类带来便利的机器人。随着研究的深入,科学家们对未来人形机器人的实际面貌有了更多探索的空间。关于未来机器人将呈现何种模样,中国科学技术大学的机器人实验室主任、教授陈小平提出了重要观点。他指出,家庭使用的机器人不仅需要功能性强,安全性同样重要。为此,中国科学技术大学的团队已经研发出多款机器人,如“佳佳”和“可佳”,这些机器人可以适应多种场景的功能需求。在实际进入市场之前,必须充分考虑其安全性问题。例如,在从事家务劳动时,机器人可能会意外碰撞到人或物,从而引发安全问题。为此,团队已经开始着手解决这些问题,从2010年起着手研发更加灵活安全的柔性手臂。这款手臂拥有无限的自由度,造价成本低廉,并且已经在康复科得到应用。未来机器人的具体形态是双足还是多足,是否一定像人,将取决于不同的应用场景需求。浙江大学机器人研究院的专家们也表达了类似的观点,他们认为人形机器人在功能增多和自主性提高的也会带来更大的技术挑战和安全性问题。人们更容易接受外表像人类的机器人,因为它们可以给人带来安全感、亲切感。未来人形机器人的发展方向将是寻求安全性和实用性之间的平衡。人工智能时代正在加速推进机器人的发展,人形机器人的新拐点已经到来。借助ChatGPT等人工智能技术实现自主语音交互可能是人形机器人最先取得突破性进展的领域。此外专家们还讨论了人形机器人如何应对现实世界中的复杂性和不确定性问题,如何与现实世界进行交互等挑战。在杭州临安的新剑机电传动公司已经开始为人形机器人产业做准备。该公司董事长单新平凭借敏锐的商业直觉和对市场趋势的洞察,投资了适用于人形机器人的零部件产品并将其应用于特斯拉的“擎天柱”机器人身上。专家认为人形机器人的核心零部件市场潜力巨大未来浙江等地的科技创新体系发展智能控制和先进技术等领域都将为人形机器人产业的发展提供坚实支撑专家预测未来大约需要10到20年的时间人形机器人才能进入人们的生活并真正融入我们的日常生活场景接下来,我们将面临一系列技术挑战,旨在解决仿人技能迁移学习、行为智慧决策、多传感融合力位自主柔顺等核心问题。为此,我们需要深入依赖并融合新材料、计算机、人工智能和生命医学等前沿学科的最新研究成果。
这些问题的解决需要我们展现出创新思维和卓越的技术实力。我们将借助仿真技术和机器学习算法,推动仿人技能迁移学习的发展,让机器能够像人类一样灵活学习和适应新环境。我们将研究行为智慧决策,让机器能够像人类一样进行智能判断和决策,以适应复杂多变的环境和任务。
我们还将致力于实现多传感融合力位自主柔顺技术。通过整合各种传感器和感知技术,我们将实现机器对外界环境的全面感知和理解,从而实现自主柔顺的行为表现。这需要我们在材料科学、计算机科学和人工智能等领域取得突破性的进展。
这些问题的解决将推动人工智能技术的快速发展,为未来的智能机器人、自动化系统和智能控制等领域带来革命性的变革。我们期待着在这些领域取得更多的创新和突破,为人类创造更美好的未来。
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