編者按：2016年除了人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)受到了極大的關(guān)注，商用機(jī)器人逐漸出現(xiàn)在我們生活中，家庭陪伴機(jī)器人也越來(lái)越多，可以看到未來(lái)機(jī)器人市場(chǎng)前景廣闊，但也難免面臨挑戰(zhàn)。今天小編為大家推薦一篇去年的文章，該文章詳細(xì)介紹了目前機(jī)器人面臨的十個(gè)挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在的機(jī)器人已經(jīng)能進(jìn)行各種各樣的工作了，也具有了一定程度的人工智能，但是，像“查派”一般的機(jī)器人似乎還遙遙無(wú)期，那么，哪些問(wèn)題是機(jī)器人面臨的最為緊迫的挑戰(zhàn)呢？

在我們的生活中，從A地點(diǎn)移動(dòng)到B地點(diǎn)也許是我們每天都在做的事情，而且是一件極其容易的事情，我們有不同的路徑可以到達(dá)不同的地點(diǎn)，可以根據(jù)道路的狀況甚至是隨個(gè)人的心情來(lái)選擇到達(dá)地點(diǎn)的路徑。而對(duì)一個(gè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)導(dǎo)航以及預(yù)先的設(shè)置來(lái)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的定位。但是，當(dāng)預(yù)設(shè)的環(huán)境被改變后，可能就變得有些棘手了，機(jī)器人必須要能夠了解、適應(yīng)新的環(huán)境，理解分析正在進(jìn)入腦中的數(shù)據(jù)，重新進(jìn)行自主的判斷與選擇。

目前，機(jī)器人專家的解決方法是給機(jī)器人裝備各種“技能”，通過(guò)給機(jī)器人裝備大量的傳感器、掃描儀、攝像機(jī)和其他高科技工具等多管齊下的方式來(lái)評(píng)估周?chē)沫h(huán)境。在水下的機(jī)器人還要披上“聲吶技術(shù)”的魔法斗篷以應(yīng)對(duì)水對(duì)光線的干擾。這些視覺(jué)裝備組成了一組完整的立體視覺(jué)系統(tǒng)，從而幫助機(jī)器人擁有廣闊的視野，便于收集詳細(xì)的環(huán)境數(shù)據(jù)。

機(jī)器人收集相關(guān)環(huán)境的數(shù)據(jù)只是成功的一半，更大的挑戰(zhàn)是機(jī)器人如何利用那些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行決策。現(xiàn)在，研究人員主要是通過(guò)使用預(yù)先設(shè)定的地圖或者在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中即時(shí)構(gòu)建一個(gè)映射地圖來(lái)為他們的機(jī)器人導(dǎo)航。而必須要將預(yù)設(shè)地圖與即時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，才能使機(jī)器人根據(jù)環(huán)境自己開(kāi)辟路徑。研究人員正在通過(guò)更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和先進(jìn)的概率算法來(lái)解決這個(gè)難題。

現(xiàn)實(shí)中，我們已經(jīng)能看到機(jī)器人輔助各行各業(yè)的工作，比如服務(wù)機(jī)器人可以收發(fā)包裹，可以打掃衛(wèi)生，甚至今年日本還有一家全機(jī)器人服務(wù)的酒店開(kāi)業(yè)了；而在工業(yè)上，還有機(jī)器人在流水線或工程中進(jìn)行特定的工作等。這些機(jī)器人都能展現(xiàn)出一定的技能，但是它們通常進(jìn)行的是一種定制化的工作，并不能表現(xiàn)出靈巧性，不能自由順暢地行走、跳躍等。

能模仿人從一堆凌亂的東西中從容地選擇需要的東西，還能有意識(shí)地對(duì)周邊環(huán)境做出反應(yīng)等靈巧性的技能，對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)是十分困難的。過(guò)去幾年，研究人員在機(jī)器人的兼容設(shè)計(jì)和方面已經(jīng)有了顯著的進(jìn)步。兼容性越好，一個(gè)機(jī)器人的靈活性也就越高，能夠模仿人類(lèi)的動(dòng)作，還能夠進(jìn)行一定程度的數(shù)據(jù)決策；刻板的機(jī)器則相反，缺乏靈活性。

2013年，佐治亞理工學(xué)院的研究人員制造了一個(gè)關(guān)節(jié)彈簧的機(jī)械臂，這個(gè)機(jī)械臂不僅能夠自由彎曲擺動(dòng)，并且還能與環(huán)境有良好的互動(dòng)，就像是人的手一樣有很好的靈活性。研究人員還為其植上一層“皮膚”，這些皮膚遍布著紅外傳感器，并配備上具有凸出成脊?fàn)罹€的電子指紋，使機(jī)械臂不僅能探測(cè)到周?chē)臇|西，還能便于機(jī)械臂抓取物體。

這個(gè)高科技手臂再配上更發(fā)達(dá)的視覺(jué)系統(tǒng)，一個(gè)行動(dòng)敏捷的機(jī)器人就誕生了，這個(gè)機(jī)器人可以溫柔的愛(ài)撫動(dòng)物，也可以在眾多的東西中選擇需要的東西，但是，這對(duì)“查派”來(lái)說(shuō)仍然是不值一提。

作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的奠基者之一，圖靈曾在1950年做出了一個(gè)大膽的預(yù)言：總有一天，機(jī)器人可以流利地與人談話，甚至我們都沒(méi)意識(shí)到是在和機(jī)器人聊天。可惜的是，圖靈沒(méi)能看到他的期望變成現(xiàn)實(shí)，這是因?yàn)檎Z(yǔ)音識(shí)別與自然語(yǔ)言的處理不一樣，它比自然語(yǔ)言處理更加復(fù)雜。在自然語(yǔ)言處理中，我們的大腦會(huì)從談話間的語(yǔ)句中抽取出談話所表達(dá)的含義。

最初，科學(xué)家認(rèn)為這就像是將簡(jiǎn)單的語(yǔ)法規(guī)則嵌入到機(jī)器的記憶內(nèi)存中一樣簡(jiǎn)單。但是對(duì)任何一門(mén)特定語(yǔ)言的復(fù)雜語(yǔ)法進(jìn)行簡(jiǎn)單復(fù)制被證明是不可能的，所以就目前的情況來(lái)看，讓機(jī)器人能像人類(lèi)一樣自由的交流是難以實(shí)現(xiàn)的。即使為機(jī)器人提供了詞語(yǔ)的含義與規(guī)則，語(yǔ)言學(xué)習(xí)對(duì)它們來(lái)說(shuō)仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。因?yàn)槿祟?lèi)的大腦思維是難以搬進(jìn)機(jī)器人大腦的，有一個(gè)具體的例子能表示這種情況：對(duì)不同的單詞，例如“new（新的）”和“knew（知道）”，或者是“bank（銀行）”和“bank（堤岸）”，人類(lèi)可以理解這些詞匯的差異性，但是科學(xué)家卻沒(méi)能將這些功能分解成離散的、可識(shí)別的規(guī)則，因此，在對(duì)機(jī)器人的語(yǔ)法嵌入上難以做到與人類(lèi)語(yǔ)言功能類(lèi)似的效果。

現(xiàn)在許多機(jī)器人的語(yǔ)言處理是在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，科學(xué)家給它們植入大量的文本集合，被稱為語(yǔ)料庫(kù)，然后讓它們的“大腦”將長(zhǎng)文本分解成若干的小塊，并進(jìn)行文本分類(lèi)，找出哪些詞語(yǔ)會(huì)經(jīng)常組合在一起，這些詞語(yǔ)的組合順序是怎樣的。這就需要機(jī)器人在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)一門(mén)語(yǔ)言了。例如，對(duì)一個(gè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，詞匯“蝙蝠”會(huì)有詞匯“飛”或者是“翅膀”搭配，“蝙蝠”就指的是會(huì)飛的哺乳動(dòng)物，而“球棒”后面跟著的詞匯“球”或者“手套”指的是團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)。但是，僅僅這樣就能使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與人自由的交談嗎？

如果一個(gè)從來(lái)沒(méi)有打過(guò)高爾夫球的人想學(xué)習(xí)如何揮桿，他可能會(huì)去閱讀有關(guān)的書(shū)并嘗試揮桿，或者他可能會(huì)看一個(gè)老練的高爾夫球手的揮桿動(dòng)作來(lái)學(xué)習(xí)。如果學(xué)習(xí)新的行為，這是一種更快更容易的方法。

在《超能查派》中，我們可以看到“查派”能不斷學(xué)習(xí)新技能并能完美應(yīng)用這些技能。他不僅能唱歌跳舞，能舞刀弄?jiǎng)?，還能展現(xiàn)高超的駕駛技術(shù)。但是，機(jī)器人專家卻面臨著這樣的困境，當(dāng)他們?cè)噲D制造一個(gè)能夠自主學(xué)習(xí)新技能的機(jī)器人，就需要將一個(gè)活動(dòng)分解成不同的精確的步驟，然后將相關(guān)信息通過(guò)編程植入機(jī)器人大腦。這種做法是假設(shè)了活動(dòng)的每個(gè)方面都能被識(shí)別、描述和編碼，然而事實(shí)證明，這并不是那么容易的。例如，高爾夫球的揮桿有一些特定的方面可能難以被描述，比如手腕和肘部相互間的力量作用就難以用語(yǔ)言形象地描述。這些微妙的細(xì)節(jié)更容易通過(guò)演示來(lái)交流而不是通過(guò)講述的方式。

最近這些年，研究人員已經(jīng)有一些教導(dǎo)機(jī)器人模擬人類(lèi)操作的成功經(jīng)驗(yàn)，他們稱這些為模擬學(xué)習(xí)或是示范學(xué)習(xí)。機(jī)器人通過(guò)裝在身上的廣角變焦鏡頭來(lái)看到人類(lèi)演示的特定過(guò)程或是活動(dòng)全程。然后由算法處理這些數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)，將視覺(jué)映射到實(shí)際行動(dòng)中。當(dāng)然，機(jī)器人在示范學(xué)習(xí)中必須能夠忽視人類(lèi)行為的某些方面---例如撓癢、眨眼等個(gè)人問(wèn)題，這是機(jī)器人與人類(lèi)處理方式的不同所在。

對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)如何欺騙一個(gè)人或者是欺騙別的機(jī)器人是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。欺騙是需要想象的——這是將外部不存在的對(duì)象形成具體的想法或是圖像的能力，而這種能力正是機(jī)器人缺乏的。機(jī)器人比較擅長(zhǎng)處理從傳感器、相機(jī)或是掃描儀中輸入的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)根據(jù)人類(lèi)的設(shè)置轉(zhuǎn)換成特定的思維或者圖像，但是并不擅長(zhǎng)理解傳感器數(shù)據(jù)之外的東西。

“查派”在成長(zhǎng)歷程中，經(jīng)歷了人類(lèi)的謊言與欺騙，從茫然不知，成長(zhǎng)到了形同熟諳人情世故的“人”。雖然現(xiàn)在的機(jī)器人還難以做到如此驚人的效果，但是，佐治亞理工學(xué)院的研究人員在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能夠?qū)⑺墒蟮囊恍┢垓_技能傳授給機(jī)器人。首先，他們研究了絨毛嚙齒類(lèi)動(dòng)物是如何通過(guò)引導(dǎo)競(jìng)爭(zhēng)者去不同的地方來(lái)保護(hù)它們埋藏的食品場(chǎng)所；然后，研究人員將那些行為編碼成簡(jiǎn)單的規(guī)則并加載到機(jī)器人的大腦中，機(jī)器人就能夠使用算法來(lái)判定在什么樣的情況下欺騙起作用，并且能夠提供一個(gè)虛假的交流來(lái)誤導(dǎo)機(jī)器人伙伴離開(kāi)它們的藏身之處。假以時(shí)日，在人工智能的不斷發(fā)展下，這種技能也許會(huì)日趨成熟。想象一下，我們將如何應(yīng)對(duì)一個(gè)會(huì)撒謊的機(jī)器人？