0 引言

区块链技术最早由中本聪[1]与加密货币比特币共同推出。两者在采用率、价值和使用率方面都有所增长[2，3]，但区块链的价值不仅在于持有加密货币上，还允许以分散和安全的方式在同一平台上集成大量系统。2013年，以太坊[4]应运而生，为区块链技术引入了智能合约等新功能，使其能够集成更多服务，并在许多行业和学术领域具有更大价值。但这些项目仍然缺乏一些基本特征，比如能源效率和区块验证所需的速度。考虑到这些问题，每年都会有数以千计的新想法和服务被提出，以使用区块链技术，但并没有一个唯一的解决方案来解决所有可能的应用，因而很多问题有待未来研究。在机器人领域，与区块链的集成仍然很少见，目前还没有很多方法来展示如何将这两种技术结合使用来克服挑战。将区块链技术引入机器人系统可以解决这些系统面临的许多问题。它可以解决的第一个问题是安全：由于许多系统都存在信任和数据完整性问题，区块链可以在不可信的网络上提供可靠的点对点通信和安全措施。由于区块链可以确保去中心化网络的所有参与者对世界的看法都是相同的，因此这种整合的另一个优势是有可能做出分布式决策。这一保证可以使系统在整个网络上达成协议，并在机器人之间进行全球协作。

本文通过研究利用机器人和人工智能实现服务的主要方法综述了与机器人和人工智能相结合的区块链技术最新发展。由于机器人技术在很大程度上以人工智能系统为基础，因此本文比较关注这些研究关于人工智能方面的内容。

本文的其余部分组织如下：第1节解释、回顾和比较了机器人技术和区块链技术集成的不同方法。第2节提出了我们的观点，并讨论了回顾的方法。第3节总结了全文的主要观点。

1 区块链和机器人概述

本节介绍了试图将区块链集成到机器人中的研究。

贝尼希·阿卜杜勒·贾利勒等[5]展示了如何创建区块链并将其用于存储机器人事件。这个想法允许创建智能合约，使用来自不同制造商的机器人在不同场景获取信息，并根据在区块链上存储和验证的合约触发动作。它提高了工厂的生产率并减少了做任务所花费的时间，比如为使用区块链的机器人重新装螺丝，以表明它需要更多的螺丝来继续工作。

其后续研究多使用尼古拉·特斯利亚[6]的技术。本文提议创建一个用于机器人事件注册的区块链，从而利用嵌入尼古拉的正式验证提供的改进的安全性。该研究将支持智能合约在区块链上运行人工智能代码，这些智能合约被证明是正确的（即完全按照它们的规范定义）。他们还计划调整区块链，以支持比当前规范所允许的每秒事件多得多的事件，以便使系统处理大量互动的机器人。

艾米丽·贾诺斯基·海伦[7]是一个采用基于ERC-20标准的区块链技术的平台。他们的目标是拥有一个完整的平台，可以减少开发人员必须忍受的耗时任务的数量，例如组织文档。为解决这一问题，他们创建了一个同时具有人工智能和机器人科学的平台，可以为指定的业务流程提供自动化。他们建造的平台有五个模块。第一个是“人工智能”模块，它试图检索有关频繁执行的任务的信息，并采取行动使这些任务自动化。第二个模块叫做“数码机器人”，与第一个非常相似，但是这个模块专注于自动化编程任务，比如后端解决方案和数据驱动的问题。第三个模块“机械师”专注于帮助企业集成机器人自动化，以提高效率和生产率。最后两个模块完成不能完全自动化的任务，并提供对机器人的监督。简而言之，海伦提供了一个平台，旨在通过集成人工智能和机器人技术来自动化耗时的任务。

米格尔·费尔南德斯[8]等阐明了区块链技术与机器人技术相结合的优势，特别是群体机器人技术和机器人硬件。机器人群的优势包括易于扩展和对故障的健壮性。成员的分散性创造了这一优势。在工业部门，我们也可以看到市场的增长方式，并使公司实现更高的生产率，亚马逊机器人公司就是这种情况，该公司一直在扩大机器人规模，从而使这些机器人协同工作来管理仓库。[9，10]大多数机器人群只使用局部信息，这意味着机器人只有关于自己和/或接近它的机器人的信息；然而，在这些系统中，区块链的集成可以给机器人提供全局信息，从而满足不同的需求。区块链整合使系统拥有全球信息，以使整个系统快速做出行动，因此提高了系统的行为速度。这也可以由控制器机器人来完成，它通过使用区块链信息来评估系统状态，然后将要进行的更改提交给该区块链。这些改进和系统的全局信息可以带来更高的生产率和更容易的维护。

“机器链”[11]是一种在机器人之间以安全的方式共享关键数据的概念性方法，其作者斯蒂芬·卡斯特尔提出了一个框架，以解决机器人在人与机器人交互期间使用个人数据的隐私问题。该方法使用麻省理工学院[12]提供的一层安全保护，并确保数据上表示的信息的隐私。因此，机器人可以利用它们获得的信息在本地改进机器学习算法，并将它们发布到网络上。区块链技术是这一框架的一部分，以提高透明度，并充当分类账，存储机器人在活动期间所做的事件，并验证发布的模型。作者还提出了一种共识机制，以便每个节点都可以利用区块链中的智能合同技术来投票决定接受哪种模式。

最新研究提出了一种创建机器人、传感器和执行器联盟[13]的方法。具体地，它使所有信息通过知识处理器，然后将其插入区块链。这使得联盟的每个节点都拥有全球信息，并允许使用智能合同来调整机器人的行动和重新分配资源。引用作者的话说，该系统提供了不变的分布式存储，这对于在不同参与者（机器人）之间协商分离的任务至关重要。

2 讨论

表1简要概述了第1节中介绍的所有方法，并包括一些旨在将区块链技术与人工智能相结合的建议，这些建议可以与机器人技术结合使用。总的来说，区块链、机器人和人工智能肯定会颠覆我们的生活方式：它们本身就具有诸多优势，如果将它们结合在一起，这些优势将更加明显和全面。区块链技术可以作为不同机器人之间传输信息的机制，并将动作触发器编码在智能合同中，从而提高机器人的效率及其互联互通。虽然这在不久的将来肯定会成为事实，但目前的方法还处于初级阶段，主要是因为我们正在经历这些技术的爆炸性增长阶段，它们还没有成熟。这些技术的集成可能会被实时使用，但要实现这一点，区块链技术需要转向更快的共识机制，使得验证交易并将其插入区块链，速度比目前可能要快得多。

表1 本文讨论的提案简述

根据所研究的方法和平台，我们得出结论，那些拥有最有前途的未来的方法和平台是那些将许多服务集成到单个平台中，同时与开源社区共享代码并有发现错误的奖励计划的方法和平台。

当然，我们将看到许多机器人系统利用区块链技术，主要是在工业和军事环境中，区块链可以在智能合同的帮助下实现流程自动化，并使系统具有更高的安全性和更可跟踪的流程。区块链引入了一种信任数据、信任其他参与者以及通过拥有关于整个系统的认证信息来进行内部和外部更改的方式。将两种技术集成在一起以实现共同目的的场景很容易想象。例如，一群“警察机器人”在街上巡逻，与人们打招呼，寻找失误的行为。这些机器人可以通过区块链进行通信，并通过智能合同具有动作触发器。当它们发现一个人伤害了另一个人时，它们可以运行，让系统投票决定接近现场或寻求帮助的最佳策略。但要实现这种类型的行为，智能合同必须提高安全性，并能够与区块链（先知）以外的信息交互。

至关重要的是，拥有能够整合互补方法的平台，以便市场从许多不同的独立方法减少到少数已建立的解决方案，或者定义明确的互联标准，以使多个解决方案能够相互对话。

正在出现的市场对于让单个机器人能够执行多项复杂任务至关重要，而不需要开发人员编写所有不同的必要解决方案。这可以也应该与云机器人集成，如图1所示。

图1 区块链与机器人和人工智能集成模型

3 结论

区块链技术仍处于初级阶段，其对全球经济可能产生的影响还有待了解。服务与区块链的整合，特别是机器人技术，仍处于早期原型阶段。这意味着在单独的区块链上实现了许多改进。目前还没有明确的“赢家”技术，大多数市场参与者并不知道许多新技术，而且他们有时对第一批提议的健壮性缺乏信心。提议的方法很丰富，缺乏互联标准，这些方法与工业4.0或云机器人的集成还有待实现。本文综述了目前区块链技术的许多方法和建议，或使用机器人技术，或利用可以改善机器人系统的人工智能服务。随着区块链技术的成熟，它将与机器人和人工智能等许多其他范式互动，为我们的社会带来更高的产品和生产力、更高的服务和更高的生活水平。