侯小桥

智能玩具的发展历史较短,即使在日本及欧美的成熟市场上也没有非常明确类别划分。本文尝试从两个不同角度来进行分类的探讨。首先是从玩具的使用方法上,可分为组装好的成品玩具和需要使用者自己动手完成装配的动手装配型玩具。再者,从应用智能技术的不同目的上来看,组装好的成品玩具中又可以分为模拟动物行为的电子宠物型,和带有一定服务性质的个人陪伴型。

首先是动手装配型的智能玩具。动手装配型智能积木机器人是一种DIY式的科技玩具,需要玩家具备一些基础的电脑编程专业技能与电子装配的操作能力,是一种开发型的科技玩教具。可编程式智能积木机器人的同类产品,在国内市场较为罕见。无论给成人还是儿童设计的,所有机器人套装都应为用户提供制作机器人拼装模块以及组装方法。在装配机器人的过程中,向用户展示了有关机器人的组成、工作原理以及机器人变成等方面的基本知识。机器人组装完成后,有的机器人只能执行预先固化好的程序任务,而有的则能根据用户在斯基输入的程序完成不同的工作。

套装的出现拉近了一半玩具与尖端技术之间的距离。有的机器人套装很便宜,能让发烧友门尽情发挥他们的兴趣和想象力;另一些机器人套装虽然较贵,但其技术含量更高,让使用者接触到了高级智能机器人的入门知识。所以要的智能玩具套装都具有教育功能,不过在制作和操作机器人的过程中获得乐趣也是其中功能之一。

套装也有不同也分有不同的级别层次。简单的机器人制作套装,如市场上多见的很多的机器手套装,或一种名为CAM的不行机器人套装,他们仅能展示运动及其平衡的复杂性。但更高级的套装,如Dr.Robot的HR-6,则属于tongeijiqiren中的高端产品,他们能完成复杂的行走、谈话、下棋,甚至网上冲浪等任务。

乐高公司以前以制造传统拼装玩具为主,现在也进入了智能玩具领域。“头脑风暴”智能玩具套装就是最受欢迎之一。乐高生产的系列机器人套装主要针对儿童市场,他们采用了乐高玩具原有的拼装风格,可以组装成一个具有智能的机器人。乐高的“机器特工“(Spybotics)套装还为其使用者提供了一个网上交流平台,通过该网络可以下载各种故事、、探险任务以及秘密使命,这种方式不仅有趣,还教会了使用者一些基本的网络知识。

然而,无论什么层次的机器人套装,他们都能带给制作者自己动手的乐趣。即使用最简单的套装拼装出的机器人也能模仿一些基本的生物行为,如机器猴子、机器老鼠、机器虫子,甚至能品装出一些建议的人形机器人。这些人形机器人利用一系列传感器就能相应声音和触摸,或者跟踪光线,或沿着房间的墙面行走。事实上,这些简单的机器人套装刚面世的时候,正是公众对机器人兴趣日渐浓厚的时期,而且当时还有很多业余团体在组织国际机器人比赛。

有些更复杂的机器人套装,还表现出一些初级的机器人智能。通过某些辅助配件,还能为这些机器人升级,增强他们的智能功能。

电子宠物是智能玩具的另一个重要分支。1939年在纽约的世博会上展出了一只名叫SPARKY的机器狗,从那时起人们开始对机器动物着迷起来。现在,人工智能技术已经使得电子宠物具有了一些真实动物的智能和个性。

真的宠物需要人非常精心地照顾,而机器宠物仅仅需要一块可以维持他们行动的电池,因此他们成为了人们新一代的伙伴。20世纪90年代中期,会鸣叫的电子娃娃Furbies首先问世,随后又出现了多款类似的玩具,但直到世纪之交,日本索尼公司推出了一款名叫“爱宝”(AIBO)的机器狗,人们才相信电子宠物不仅仅是一些逗小孩子玩的小把戏,它也能成为吸引普通大众的智能型伙伴。如今市场上有多种机器狗产品,而且还有大量的机器猫和它们为伴。索尼公司的机器狗是一款针对成年人的高级设备,但今天有相当一部分电子宠物宠物仍然延续了20世纪50年代以来的大众玩具路线,成为普通人买得起的玩具,不同之处在于这些最新的玩具里面包含了日益进步的人工智能技术。

对于机器人运动结构的研究可追溯到14世纪,而且还产生了很多的自动动物装置。这些装置中既有从简单的时钟机构演变而来,供人娱乐的玩偶,也有靠陀螺仪实现平衡的机器。1971年计算机微处理器面世,他极大地促进了机器动物玩具业在20世纪70年代到80年代的快速发展,而传感器、电机和其他电子器件的小型化也起到了同样的促进作用。个人电脑的出现又导致了用户可编程机器人的发展。现在,高级机器人已经可以独立的行走和跑步,而其中的部分技术已经应用到价廉物美的电子宠物上。电子宠物及低价个人机器人的市场爆发,其中主要动力是日本的一些大公司,如索尼电子公司和本田汽车公司,他们参与了一系列家用机器人的研究开发。这些公司在人力物力上的大量投资叶韵试着个人机器人以及机器宠物将会有个美好的未来。

Thomas Edison早在1886年就设计了会说话的洋娃娃,然而直到一个多世纪后的今天,电子宠物才可以同他们的主人进行真实的交流,而不是简单的播放录音。实际上,电子宠物能成功的关键在于它对外部刺激的反应能力。现在,大多数的电子宠物都可以借助能检测运动、光和声的传感器与他们的主人进行交流,其中一些还可以根据主人对的训练形成他们独特的个性。虽然电子宠物可能还不如真的宠物那样惹人疼爱,但他们完全能模仿真是动物的动作,甚至模仿他们的叫声,再加上他们所具有的可爱外表,电子宠物正在成为爱心人士的忠诚伙伴。图2-3为日本东京的一名工作人员在展示外形为狗、猫、小熊和熊猫的微型电子宠物玩具。这些玩具装备了光学和触觉感应器,能够跟随目标,躲避障碍而且相互之间能通过红外线传感器沟通,并进行合唱。

个人陪伴型智能玩具是另一个发展的新方向。以个人陪伴为设计诉求的智能玩具有很多种,适合不同的使用者的年龄。其中市场上常见技术含量较低的智能玩具大都是为儿童设计益智智能玩具的,价格不高,大都在几十元到几百元不等。这个层次的陪伴型玩具主要以补充儿童的早期认知教育为设计目标,外形大都以传统的娃娃,流行的卡通角色为主。功能上除了基本的录音、讲故事和闹钟外,高级一些的产品还可以与电信网络实现数据互动,包括语音内容下载、操作指令更新、时间同步等,使玩具更具个性化。

除了孩子需要启蒙和陪伴,在现代社会中,越来越多的成年人也乐于在生活中拥有一位智能伙伴。随着技术的不断进步发展,目前多种类机器人的智能玩具已经实现了商业化,虽然这一部分的产品因为技术成本较高,售价多在一千到数千元不等。但由于此类玩具的高灵敏反应和情绪表现的合理设计,还是受到高收入阶层的欢迎和争相购买。比如日本NEC公司生产的智能玩具机器人PaPeRo。它长着一副天真小巧的面容,但却拥有非常高的智商,能识别650条短于以及3000个词汇,他还会遥控电视和其他家用电器;另外,人还可以通过互联网对它实施远程操作。然而PaPeRo最初的设计目的还是为了使人心情放轻松,它的传感器能区分出人是再抚爱它还是打它,而且能感受到自己是否被人抱起来。

一些高级的陪伴型智能玩具机器人可以承担一些照顾人的任务,比如提供远程医疗保健指导,或者仅仅充当人们消愁解闷的伙伴。而像“牛若丸”(Wakamaru)、“机器人博士”(Dr.Robot)、“纳沃”(Nuvo)、“库里奥”(QRIO)这些更高级的智能玩具机器人,他们不仅能担任娱乐伙伴和居室保安,还能根据主人的语音指令上网冲浪,并将视频图像通过电子邮件发送到主人的移动电话上。另一些智能玩具则能像真人一样唱歌、跳舞、走路、跑步。而有的机器人,如川田公司的HRP-2,甚至还能摔倒后自己从地上爬起来。现在,能像人一样行走和说话的新一代智能玩具已经问世了。可以预见,越来越多的智能玩具将会来到家里以及公共场所里为我们服务,而且每个智能玩具都会凭借网络的速度从他们前辈那里学到大量知识和经验。

我国的玩具业近年来无论在产值,还是在出口创汇的增长方面都已有了不俗的表现,已经成为世界玩具生产和出口大国。智能玩具的产量也在增加,但大都属于针对儿童生产的益智认知类的陪伴型玩具,其交互技术含量较低,外形也接近传统的布娃娃和卡通绒毛玩具,缺乏新意。其主要表现是玩具业还未走出儿童天地,绝大多数玩具生产企业的产品开发面狭窄,智能玩具市场上针对成人设计的玩具寥寥无几。

据业内人士分析,和儿童消费群体相比,成年消费群体更具购买高档玩具的经济实力。尤其是受教育程度较高,职业收入较高的白领阶层。白领阶层也是各种个人电子产品的热门消费群体,对智能玩具的欣赏和接受能力也会很高。

毫无疑问,智能玩具今后的发展防线将主要在于性能的提升,既变的体积更小、速度更快、走得更远,同时其外形也正变得和我们人类更为相似,他们的脸会微笑,眉头会皱,会表达喜怒哀乐,也会与人交谈,而且他们的手会更加灵活和精确,能完成很多精细的作业。不要认为上述技术进展只是虚构的剧本,事实表明,与具有人形的机器一起生活会让人感觉更加舒服,而且这些机器所具有的高精度和可靠性也是我们人类所需要的。

不要小看现在的智能玩具,我们完全可以从中看出未来的高级智能玩具将如何发展。外表从纯机器到人型化的可预见的渐变,其实他们只是其内部大规模质变的外部表象。技术的普及使我们早已熟悉了各种自动化操作,还有低成本、高性能的计算,其实这两者的结合就为我们勾画了未来机器人发展的清晰轮廓,即同时拥有高超的操作技巧和高级计算智能的人形机器人。今天我们已经拥有了因特网、移动数字通讯以及共享开发资源的操作系统,这些技术进步无不拉近了地球上人与人之间的距离,使相隔千里的人们更容易开展项目合作,分析彼此间的技术和知识。