《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展:從“人工智障"到“人工智能”

2020-03-31
來源:腦極體

    提到機器人,大家腦海中第一時間會浮現(xiàn)出怎樣的事物,?

    大概率情況下,,要么是工業(yè)級/服務(wù)級機器人,以機械臂,、簡單驅(qū)動型為主角,,不講究外形美觀,動作也往往不怎么連貫,,常常被冠以“人工智障”的美稱,;

    要么則是仿人機器人,它們總是出沒在伯克利或波士頓動力等高大上的實驗室里,,能夠以七十二般武藝讓人類忍不住發(fā)出“滅絕警告”,,但必需的編程和持續(xù)作業(yè)能力,以及技能的泛化程度,,卻都達(dá)不到大規(guī)模應(yīng)用的可能,。

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    人與智能機器之間,有沒有第三種可能呢,?

    其實早在1960年,,約瑟夫·利克萊德(J. C. R. Licklider)就曾提出了一個觀點——人機共生(Man-computer symbiosis)。

    簡單來說,,就是人類和電子設(shè)備以親密合作的方式生活在一起,,甚至結(jié)成緊密的聯(lián)盟。兩者的結(jié)合,,可以創(chuàng)造一種高產(chǎn)且生機勃勃的合作關(guān)系,。

   “人類機器命運共同體”,聽起來是不是很心動,?可惜的是,,目前目前還很少見到人機共生體(man-computer symbioses)的出現(xiàn)。所以,,最近中國機器人產(chǎn)業(yè)中出現(xiàn)的“發(fā)球機器人”,,就引起了我們的注意。

    原因無他,,這或許是人機共生“星星之火”燎原的起點,。

    點燃人機共生的星火:

    發(fā)球機器人的初蹄

    首先有必要解釋一下,為什么說發(fā)球機器人,,體現(xiàn)出了“人機共生”的現(xiàn)實趨勢,。

    這款發(fā)球機器人,起源于新松機器人與乒乓球?qū)W院一次偶然的談話。

    當(dāng)前的乒乓球運動存在一些亟待解決的問題:

    一是效率,。助教為專業(yè)運動員喂球時,,往往在速度、旋轉(zhuǎn),、落點控制,、頻率等方面,難以達(dá)到高水平選手的訓(xùn)練需求,;

    二是統(tǒng)一,。一旦助教出現(xiàn)疲憊、狀態(tài)不佳等情況,,就會直接影響速度,、旋轉(zhuǎn)等參數(shù),影響訓(xùn)練特定技戰(zhàn)術(shù)動作的一致性,,運動員很難形成最佳的肌肉記憶,;

   三是反饋。乒乓球是一項實時性非常高的運動,,往往一秒之間幾個來回,過快的球速與落點的不確定性,,也導(dǎo)致教練往往只能憑借經(jīng)驗來反饋,,很難通過量化來優(yōu)化教學(xué),一些特定動作也就無法有效分析和復(fù)現(xiàn),。

   四是普及,。乒乓球的另一個身份是“國球”,中國有眾多的愛好者和青少年參與到這項運動中來,,但不同地域,、不同水平的教練卻參差不齊,自然也就無法滿足更多人群享受乒乓球這項運動的愿望,。

   能不能通過智能技術(shù)的引入,,來解決上述問題呢?

   深耕深度學(xué)習(xí)算法的龐伯特,,就以新松的機器人研發(fā)技術(shù)和中國乒乓球?qū)W院的海量專業(yè)數(shù)據(jù)和課程,,研發(fā)出了可以自主決策的人工智能發(fā)球機器人。

     

    

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    而讓龐伯特機器人得以勝任發(fā)球工作的幾大核心:

    首先是感知,。通過高速雙目立體視覺系統(tǒng),,機器人能夠捕捉高速運動下的乒乓球位置,并形成球的軌跡,,通過軌跡分析,,在毫秒內(nèi)判斷球速以及球的旋轉(zhuǎn)方向,讓乒乓球技術(shù)轉(zhuǎn)化為可視的數(shù)據(jù),實時調(diào)整,,精準(zhǔn)化訓(xùn)練,。

    其次是決策:在軌跡分析的基礎(chǔ)上,龐伯特同時對人體動作進(jìn)行捕捉,,通過與預(yù)設(shè)的動作角度進(jìn)行比對,,分析運動員動作是否到位。結(jié)合軌跡和動作兩個因素,,判斷運動員的水平,,推薦課程。對于個人愛好者來說,,相當(dāng)于擁有了一個專業(yè)教練+陪練,。

    再次是運動。龐伯特機器人具有類人化結(jié)構(gòu),,不同于市面上以擠壓方式進(jìn)行發(fā)球的設(shè)備,,龐伯特能夠高度模擬類人化的發(fā)球方式,模擬人類發(fā)球時對球方向和旋轉(zhuǎn),,實現(xiàn)兩跳發(fā)球,。而利用不同的球拍膠面,還能打出不一樣的球,,這些都能更好地輔助人類運動員進(jìn)行訓(xùn)練,。

    顯然,龐伯特機器人正在將技術(shù)思維(technical thinking)與人類智慧相結(jié)合,,為人機共生打開了新的窗口,。

    逃離恐怖谷:發(fā)球機器人昭示三重改變

    從龐伯特機器人的實踐中不難看出,如果在人和機器之間建立共生關(guān)系,,那么二者的合作互動顯然會大大改善很多現(xiàn)有問題,。

    由此也可以總結(jié)出,共生型機器人與大眾常見的傳統(tǒng)機器人有何不同之處:

    首先,,盡管所有人造系統(tǒng)都是為了幫助人類,,但傳統(tǒng)的自動化機器人更多的是為了實現(xiàn)“人類增強”,而共生型機器人則是為了“與人類更好地生活在一起”,。

    還是以發(fā)球機器人為例,,傳統(tǒng)的發(fā)球設(shè)備只是機械地擴展某項技能,比如取代人的手臂來進(jìn)行發(fā)球,,往往需要人類助教來完成那些需要主動決策,、調(diào)整、制定標(biāo)準(zhǔn)等工作,,在效率和功能上并沒有帶來質(zhì)的改變,。

    而龐伯特機器人的特殊之處,,就在于通過深度學(xué)習(xí)算法的引入,在智能程度上賦予了機器人新的高度,。比如實時高通量的數(shù)據(jù)收集與處理,;高效精準(zhǔn)專業(yè)的預(yù)判決策;個性定制化的訓(xùn)練反饋與指導(dǎo),;乒乓球運動的隨機性又要求算法具備一定的泛化能力和高魯棒性……這些都是龐伯特機器人能夠成為乒乓球運動伙伴的關(guān)鍵,。 

    

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    第二,共生型機器人必須具備可“實時”(real time)進(jìn)行的思考過程,。

    傳統(tǒng)的機器人可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序處理數(shù)據(jù),。比如餐廳服務(wù)機器人,輸入店內(nèi)地圖,、設(shè)定好傳送菜程序之后只能按部就班地工作,,有的甚至連避讓行人都做不到,因為提前設(shè)定會導(dǎo)致一旦出現(xiàn)不可預(yù)見的情況,,整個過程就會停止,。

    但球類運動可不一樣,乒乓球的高速運動需要發(fā)球者做出毫秒級的判斷,,像人一樣快速思考,、分析、決策,、反應(yīng),。對于人類來說都可能要靠直覺來完成的事情,對機器與人之間的耦合要求要緊密的多,。

    讓機器能夠做出決策和控制復(fù)雜的情況,而不依賴于預(yù)先確定的程序,,就是龐伯特機器人向我們展示的現(xiàn)實圖景,。

    最后,共生型機器人有機會重構(gòu)機器人行業(yè)的商業(yè)方法論,。

    長期以來,,傳統(tǒng)機器人市場的商業(yè)邏輯,要么是“人工+智能”,,用真人來操控機器人模型,,以達(dá)到模擬強人工智能的效果;要么是長期砸錢在天頂技術(shù)上,,比如波士頓動力的機器人雖然炫酷,,卻因商業(yè)化困難而賣身給軟銀。

    但龐伯特機器人所代表的共生型機器人卻開啟了另一種模式,,通過“真AI算法”+聚焦實用場景來切入市場,。

    

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    我們注意到,除了發(fā)球機器人之外,龐伯特還打造了對打機器人,。

    將深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與強化學(xué)習(xí)相結(jié)合,,讓對打機器人和發(fā)球機器人能夠通過大量復(fù)雜環(huán)境的交互,運用各自的人工智能算法平臺,,不斷得到反饋,,互相學(xué)習(xí)到新的技能與策略,機器人之間的對戰(zhàn)也能不斷提升算法模型的復(fù)雜度與智能度,。

    同時,,一旦高性能算法模塊被拼圖一樣使用,就能夠以低成本,、小型化,、高效率的方式快速打開市場,未來不止于乒乓球這一項運動,,更多場景都可以通過軌跡分析,、動作分析、終端顯示等集成模塊帶來改變,。

    從這個角度看,,龐伯特機器人正在重新確立人與機器、甚至是機器與機器的關(guān)系,,即一種共生伙伴關(guān)系(symbiotic partnership),。在這一美好的畫面中,機器會為人類提供見解和決策,,而人類則能更有效地進(jìn)行智力活動與創(chuàng)造,。

    打開產(chǎn)業(yè)智能的價值圖景:

    挖掘人機共生的富礦

    正如國際人工智能聯(lián)合大會前主席Francesca Rossi所說,人機共生是未來人類使用AI的最好方式,。

    那么,,作為人類和機器的預(yù)期前景,其中是否也埋藏著商業(yè)價值的富礦呢,?

    答案是肯定的,。

    以龐伯特機器人為例,未來就有可能締造出不少新的產(chǎn)業(yè)機遇,。

    比如說,,通過與海量運動員對戰(zhàn),發(fā)球機器人可以積累專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù),,不斷優(yōu)化算法,,快速提升自身的擊打能力和策略,衍生出個性化的對戰(zhàn)方式,,來幫助運動員更好地進(jìn)行訓(xùn)練,。并將其輸出為可量化,、可視化的訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn),讓乒乓球的專業(yè)教育門檻下沉到普通人生活當(dāng)中,。

    再比如,,分析決策算法的持續(xù)迭代,有望推廣到新的運動和行業(yè)中去,,以基礎(chǔ)化的能力支撐起千行萬業(yè)的智能化需求,,成為“新基建”中不可或缺的一員。舉個例子,,當(dāng)機器人與城市智慧健康系統(tǒng)結(jié)合,,是否能夠作為市民健康的關(guān)鍵終端,來提供行而有效,、可連可控的運動網(wǎng)絡(luò)呢,?

    從這個角度延展開來,龐伯特機器人不僅能夠輸出算法模塊,,還能夠向其他行業(yè)輸出軟硬件合一的整體智能解決方案,。通過算法、硬件,、人的交互,,完成一次人機共謀的大變革。

    站在萬物智能,、人機共生的起點,,不難預(yù)見人類和機器之間密切耦合的未來。與智能生命伙伴共舞,,是人類必然的未來,。而目睹了龐伯特機器人的我們,也正在經(jīng)歷種植AI的進(jìn)行時,。

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    過去的數(shù)年間,,讓深度學(xué)習(xí)擺脫需要大量輸入和人工的有監(jiān)督學(xué)習(xí),一直是人類研究者努力的方向,,為此推動了許多新的技術(shù)進(jìn)展,比如:

    借助meta learning元學(xué)習(xí)算法,,機器獲得了“泛化”,,能夠舉一反三,學(xué)習(xí)協(xié)同性地處理多種任務(wù),;

    借助Reinforcement Learning強化學(xué)習(xí),,機器懂得了“決策”,通過不斷地自我學(xué)習(xí)與回饋來抵達(dá)高級智能,。

    而這些能“擬人”的機器學(xué)習(xí)方法,,也讓AI獲得了前所未有的能力,,打敗柯潔李世石的DeepMind阿爾法狗、在DOTA2中團(tuán)滅人類電競選手的OpenAI Five,、自動駕駛,,乃至通用人工智能AGI,都是通過讓機器模仿人類對世界的認(rèn)知方式,,以不斷探索,、試錯、改進(jìn)的方式,,與環(huán)境進(jìn)行實時交互,,進(jìn)而提高自己的能力。

    天地有正氣,,雜然賦流形,。今天,龐伯特也試圖讓機器人“自行進(jìn)化”,,啟動了一場發(fā)球機器人教對打機器人打乒乓的“先鋒實驗”,。

    通過兩臺機器人之間的相互“較量”,讓機器人身處在一個不可預(yù)期的環(huán)境中,,依靠人工智能算法平臺主動生成一些標(biāo)記和標(biāo)簽來做決策判斷,,獨立解決多個非線性的邏輯問題,通過“行動-評價”的強化學(xué)習(xí)機制來改進(jìn)自身,,適應(yīng)新的環(huán)境,,從而發(fā)展機器人間的校驗標(biāo)準(zhǔn)。這會為成為機器人社會意識的起點嗎,?

    

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