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机器人的前世今生

2016-08-04

课堂内外(小学版) 2016年7期
关键词:特斯拉机器人工智能

坚硬的身体,冷酷的外表,绝对服从指令,身上还有一堆让人眼花缭乱的高科技装备……也许这就是大家心目中的机器人。随着科技的进步,其实机器人早已来到我们身边,从天空到海洋,从农业到工业,许多行业背后都有它们辛勤的身影。它们是如何诞生的呢?人类又是如何把它们变成我们的好伙伴的呢?让我们一起去探究机器人的身世吧!

罗萨姆的机器人

1921年,布拉格大剧院上演了一部名叫《罗萨姆的万能机器人》的科幻剧,虽然相隔多年,但是这部剧即使拿到现在来看也很有意思。它讲的是罗萨姆公司制造了大量的机器人,它们有和人类一样的外表,但是没有思想,只能日复一日地从事繁重的劳动。然后在一位科学家的帮助下,机器人逐渐产生了感情和思想。有了思想的机器人开始对自己的地位感到不满,于是联合起来反抗人类,把人类全部消灭干净,只剩下罗萨姆公司的一名工作人员。机器人统治了世界,但是它们发现了一个严重的问题,由于人类把关于机器人的技术资料全部销毁了,机器人无法制造后代。机器人开始把剩下的那名人类当成上帝,恳求他制造机器人,可是那位人类能力有限,实在制造不出来。眼看机器人就要和人类一起消失在这个世界,一对机器人男女进化出了人类最伟大的感情——爱,噢!新世界的大门打开了,世界得以延续下去。

这部戏剧在当年引起了巨大的轰动,在纽约、伦敦等地演出多场。其实真正让这部剧名垂青史的,是剧中使用的指代机器人的单词“robota”。这个捷克语是奴隶(强迫劳力)的意思,被译成英文后变成了“robot”,这个单词被沿用至今,成为机器人的官方正式通用版名字。

人类的奇思妙想

追溯了机器人的名字,我们接着来探寻机器人的身世吧。人类的能工巧匠在很早以前就尝试着制造精巧的机械来帮助人类。在古代中国,“木牛流马”是非常著名的人造机械装置,《三国志》里说是诸葛亮发明了它。这种用木头制造的牛和马可以负重前进,用来运送粮草,而且无须能源驱动。虽然古人也有吹牛的成分在里面,但是“木牛流马”应该确实是某种精巧的运输工具。

1495年,多才多艺的达·芬奇(没错,就是在课本里画鸡蛋出名的那位)在一次庆祝会上展示了他制造的机器骑士,通过转动曲柄提供动力后,机器骑士可以站立、坐下、挥舞胳膊,算是西方历史上第一个正儿八经的仿人机器人。

1739年,一只鸭子再次震惊世界。法国人雅克·德·沃康松制作了一只“能吃喝拉撒的机械鸭”,机械鸭除了外形和真实鸭子相似,还能站立、坐下、扇动翅膀。最令人惊奇的是,它能吞食谷物,而且还能排泄出来,仿佛有生命一般!人们激动地发现科技可以创造出生命。许多年以后,沃康松的秘密才被披露出来,那只鸭子只是一台精心设计的机器,鸭子吃进去的食物被储存在一个小小的容器里,容器与一台计时装置相连,经过短暂的停留,容器打开,食物也就“排泄”出来了。沃康松后来还发明了一些了不起的机器,比如世界上第一台自动织布机,但是这只机械鸭被他视为最杰出的作品。

木牛流马、机器骑士、机械鸭,这些东西都展现了人类的奇思妙想以及了不起的创造力,但是它们也只能重复同样的动作,没有表现出一点智能的特征,所以只能算是机器人的雏形。要拥有真正的机器人,人类还需要继续努力。

魔术师特斯拉

19世纪,工业革命让科技飞速发展,许多天才科学家在这个时代闪耀,特斯拉就是其中一位。他拥有交流电、无线电、雷达等一大堆对后世产生重大影响的专利,他也是机器人研究领域的先驱。特斯拉认为,可以制造出模拟人的肌体运行机制的机器人,有大脑一样的控制系统,手脚一样的运动系统,还有眼睛那样的感知系统,可以根据外部的刺激做出反应,这个想法已经和现代机器人定义很接近了!尽管那时候还没有先进的计算机和控制系统,特斯拉无法制造出他心目中理想的机器人,但他还是制造出了一台可以实现多种动作的机器——一艘使用无线电控制,可以自动驾驶的船。1898年,在纽约的电气展览会上,特斯拉向观众展示了这艘船,通过无线电,它可以前进、停止,这让观众们惊呆了。有人说特斯拉是在表演魔术,有人说船里藏了一只猴子。很少有人知道,这个简单的展示有非凡的意义,特斯拉展示的,是未来远程控制技术的雏形。遥控技术对机器人研究来说有着深远的意义。

你知道吗

机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。机器人可接受人类指挥,也能执行预先编排的程序,还可以根据以人工智能技术制定的原则纲领来行动。虽然机器人也是一种机器,但和普通的机器相比,机器人能够自主处理问题,而机器则不能。举个简单的例子,要完成把水倒进杯子的工作,如果是机器人,即使你在它倒水时将杯子移开,机器人也会随之移动,并将水倒入杯中。换作机器,即使你把杯子移开,它依然会按照杯子原先所在的位置倒水,也就是说水会倒在桌子上哦。

进入人类世界

进入20世纪,越来越多的人像特斯拉一样意识到自主控制对机器人的重要性,机器人必须得自己判断处理事情,否则只能算是精密的玩具,它们需要像人类那样有“智力”。1968年,美国斯坦福研究所公布了他们研发成功的机器人Shakey,它长得很像一台能走路的电视机。它带有视觉传感器,能根据指令发现并抓取积木,看起来很简单对不对?其实它能找到积木的位置并且判断可不可以抓起,这已经是很大的进步了,Shakey算是世界上第一台智能机器人。

从20世纪60年代开始,智能机器人开始进入工业领域,喷漆、焊接、加工零件什么的,它们干得井井有条。装备了视觉和触觉传感器的机器人可以胜任更多工作,穿越障碍、钻洞、爬墙、水下作业……机器人也出现在海洋开发、空间探索和核工业等高精尖行业中。据统计,到1980年,全世界大约有2万台机器人被应用在工业中。

让机器人只是出现在那些大型工厂中,对人类的需求来说是远远不够的,机器人还需要帮助到人类的生活,甚至可以提供娱乐。1999年,日本索尼公司推出了机器狗爱宝(AIBO),它可以像真的狗狗那样摇尾巴、坐下、叫喊,能执行一些简单指令,机器真的在陪伴人类了!2002年,丹麦iRobot公司推出了扫地机器人,它可以避开障碍,自动设计行进路线,自动充电,对家庭来说,真的非常有用。机器人就这样不知不觉地进入了我们的世界。

像人类那样思考

在人类的调教下,机器人一定会越来越“聪明”,对科学家来说,能让机器人像人类那样思考才是终极目标。人工智能是机器人研究领域的重要分支,计算机之父阿兰·图灵在1950年提出了“图灵测试”——让测试者分别与机器人和人类交谈,如果他不能分辨出谁是机器人,那么机器人就通过测试,算是符合人工智能机器人的标准。多年来,无数机器人都没能通过这个测试,直到2014年,一个名叫“尤金·古斯特曼”的聊天程序首次通过了测试。这个程序模仿一位13岁的小男孩,完美地“骗”过了测试者。标志着人工智能进入了全新的领域。

2016年3月,谷歌公司开发的人工智能围棋程序AlphaGo成功地战胜了围棋世界冠军李世石,引起了轰动,机器人又占领了一个人类统治的领域。AlphaGo的工作原理是“深度学习”,先给它输入大量人类围棋大师下法的数据,然后让它自我对弈,积累胜负经验,在对弈训练中形成可以对局面评估的全局观,构成策略网络,最后下出位置最佳的棋子。从计算到学习,人工智能又前进了很大一步。

虽然人工智能在围棋上战胜了人类,但是在语言图像理解、推理、决策等方面,人工智能还非常幼稚,机器人的进化还有一个个巨大的技术壁垒需要人类去克服。

共创未来

未来的机器人一定会在人类的手下变得更加完美,甚至可以真正地实现自我思考。许多科幻作品都出现过机器人超越人类,然后反过来统治人类的故事。科幻作家艾萨克·阿西莫夫在1942年创造的著名的“机器人三大定律”被认为是机器人与人类和平共处的重要法则。但是如果机器人有了自我意识,不再遵守人类的命令会怎样呢?这种可能性就留给未来的人类去担心吧,我相信聪明的人类一定会有很好的解决方法。

现在的我们正享受着机器人带给我们的诸多便利,一百多年前,创造出“Robot”这个名词的人一定没想到,机器人现在会和人类一起进步。

未来属于人类,也属于机器人。

可可豆们,先猜猜看,我是不是来自外星球的机器人呢?

在了解了机器人的前世今生后,咱们就要开启“暑假机器人派对”啦!乐乐姐姐、小cool龙和我,将带着大家深入了解机器人家族,看看它们是怎么动起来的?它们如今又新添了哪些能干的新成员?动画片里那些让我们馋涎欲滴的超能机器人,还需要多久才能来到我们的身边呢?当然,咱们还要让大家亲自动手,制作出能听你指挥的机器人呢……

可可豆们已经等不及了吧?那就翻到下一页,正式开启“暑假机器人派对”吧!

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