3.7　机器人技术的现状

从这些例子中，我们可能会得到这样的印象：机器人几乎可以做任何事情。它们可以给地毯吸尘、在外太空工作、游泳、飞行、充当私人助理、模仿生物行为、自动化工业工厂、开心玩耍。事实上，任何任务都可以被视为一种潜在的机器人应用，而且可能已经在某些实验室进行过尝试（是的，机器人现在可以实时地打乒乓球[24]）。这里没有足够的篇幅来列举机器人设计、能力和应用的巨大多样性。看来，机器人的大多数问题要么已经得到解决，要么将会得到解决。

本章和上一章简要回顾的机器人集合最明显的特点是，它们似乎没有共同的物理特征。它们在解剖学上有明显的不同：它们可能有腿或轮子；它们可能有胳膊或手，也可能没有；它们可能是特定动物的复制品。机器人的物理形态有各种可能，但无论它们的设计如何，都将与该设备的任务或用途密切相关。正如进化论强调的是动物与其环境生态位之间的联系一样，设计师也会选择合适的身体和机械装置来适应应用。例如，蛇形机器人已经发展成可以执行核反应堆管道深处检查方面的任务。

关于机器人技术的创新，促进进步的行之有效的方法是组织一场挑战或比赛，如前面描述的亚马逊的例子。机器人技术的各个方面都面临着挑战（从家庭护理设备到机器人帆船），它们通常以年度系列赛的形式举行，有些还会提供巨额现金奖励，对于从事研究的科学家来说，这些都是无法抗拒的，同时还可以激励业余爱好者、学生和其他初出茅庐的工程师。从只有资金充足的团队才能参加的重要的、非常困难的挑战，到收费很低的，甚至手工机器人参与的开放、包容性的活动。

我们已经看到了机器人世界杯是如何通过机器人足球的主题来刺激进步的。该赛事已经举办了20年，是一项具有许多级别（联赛）的世界性赛事。高端挑战的一个很好的例子是美国国防部高级研究计划局（DARPA）的挑战系列。从无人驾驶汽车（2004年和2007年）到救援机器人（2012年至2015年），DARPA投入了大量资金来刺激创新[25]。大多数挑战都是从失败开始的，但很快就会取得进展，因为它们激发了人类的创造力。而且，正如亚马逊所展示的那样，挑战是企业寻求解决自身问题的一种非常有效的方法。

工厂和公司里现有的机器人对人类还不是很友好，它们也不需要如此。如果它们能做好自己的本职工作，为什么还要求它们这么做呢？但很明显，在未来的设备中，人机交互将变得更加重要。社交应用领域正在进行更加深入的研究，但我们已经可以看到一些特征，将决定机器人的可接受性。小巧可爱的机器人很有吸引力，而强大的大机器人则被视为威胁。大而重的本田P3增加了人们的焦虑程度，而较小的ASIMO则被认为是迷人而有趣的。到目前为止，我们在本书中看到的其他例子，Keepon、Cozmo和Kirobo Mini，都很小，非常可爱，反应敏捷，可以做出像人一样的动作和手势。它们还会说话、识别语音及人类的动作，就像许多新的机器人产品一样。很明显，对于社交机器人技术以及家庭护理等领域，人们需要长时间的陪伴，这种互动是必不可少的，需要发展到一个更高的水平。

社交机器人技术领域会定期举行会议并出版如International Journal of Social Robotics的刊物，该杂志涵盖了对对话系统、情感表达和其他非语言交流以及互动分析的研究。虽然这项技术对追求人性友好做出了重要贡献，但我们主要关注的是机器人需要像人类一样学习和思考算法的广阔视野。当然，对话系统现在被广泛用于手机和其他家用设备上，而且这些系统可以很容易地添加到机器人上，使它们对用户更加友好。但是社会互动比半正式的对话要多得多，我们将在第8章中对这些系统给予更多的关注。

除了一些基于实验室的实验可以证明特定的类人特征或能力之外，目前还没有任何机器人能够接近人类的一般行为。尽管经过几十年的科学研究和工程实验，对这个问题我们仍然没有一个完全令人满意的答案。通用的行为是难以捉摸的。例如，人类已经制造出极其逼真的机器人，但一旦它们动起来或说话，就会很明显地变得不够真实[26]。像人类的关键品质不仅仅是看起来像人。的确，看起来太像人类的机器人会引起不安[27]。

从积极的方面来说，我们可以期待未来机器人表现出更好的行为，以及更多个性化和令人兴奋的设计，因为物理、材料科学和机械工程都在制造出更多的新材料和新方法，提供新的功能特性和可能性。除了具有触觉控制的先进的机械手所带来的更好的操作和灵活性外，我们可以期待软体机器人以更安全、更灵活的方式与物体进行交互。在机器人硬件方面还有很多令人兴奋的发展空间。

在考虑了一些硬件之后，现在是时候简要介绍一下软件了。软件之所以重要，是因为它可以为现有的机器人硬件创建新的功能。思考可以让人类能够找到比机器人更好的解决问题的方法，尽管人类的身体不够灵活，体力也有限。机器人也必须在某种程度上进行“思考”，在第4章中，我们将转向AI来探讨这一至关重要的问题。