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为何亚马逊CEO贝索斯花重金做一个机器手?

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 华长春 • 2019-06-19 17:00:02 来源:造就 E1944G0

本文转载自微信公众号:造就(ID:xingshu100),演讲者:华长春,燕山大学人工智能与机器人研究院院长、长江学者、德国洪堡学者

导读:人工智能时代是否会让人类陷入大规模失业?

实际上许多前沿的人工智能专家正在思考,如何能让人工智能、机器人更好地为人类的福祉服务,如何把人类更多地从一些危险的场景中解脱出来。

我是从事人工智能与机器人控制方面的技术研究。

日常生活里会有一些危险的、人不能进入现场的极端环境,比如地震、核事故、火灾等等。人进入这些环境,会面对高温、高压、辐射等危险,所以我们想通过远程操控机器人去完成这类工作,把人类从这些危险的现场解脱出来。

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智能控制技术这个领域涉及的东西比较多,比如设计一款消防机器人,首先是设计机器人的本体,涉及到材料、机械、电等学科,相当于一个融合体。

第二个,机器人设计好了以后,如何通过软件、算法更好地控制它,操控它做出精准的动作?这就是我们的研究范畴。

这里面还涉及到一些人工智能的问题,比如我们在研究消防机器人的多机协同,为什么研究这个呢?一个人远程控制一台机器去灭火,现在已经可以实现了,但是这样的效率跟普通消防员捧着水枪去灭火的效率是一样的。

所以我们就想,能不能用一台机器人控制多台机器去灭火,大大提高效率?我只用控制一台主机器人,几台从属机器人根据主机器人的态势去协同,主机器人往哪儿走,剩下的就跟着往哪灭火。

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所以这也是多领域交叉融合的,是机械专家、电子专家、材料专家一起来做,然后把大家的成果融合在一起。

不成熟=巨大的发展空间

目前看来,现在这个领域还不是很成熟,国外技术也还处于研发阶段,真正的商业应用不是很多。

美国和日本开发的通用机器人相对而言比较成熟,应用更广泛一些,但是跟特定应用场景结合的话,也还做得不太好。

举例来说,日本发生福岛核事故以后,主要还是靠人进入现场去进行援救和处理事故,不是靠机器人。

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△日本福岛核事故救援

对我们来说消防是一个很重要的应用场景。

现在的消防,很多还是靠消防员亲身执行任务,这非常危险。尤其是一些化工、石化行业发生事故,一旦危险品爆炸燃烧,可能伴随有毒气体释放或再次爆炸,这种时候如果我们可以遥控机器人、挖掘机械进入现场进行勘察,并提前处理掉一些潜在的危险物品,就能很好地保障救援人员的人身安全。

不过这方面的技术还很不成熟,现在只能进行单机操作,也就是一个消防员操控一台机器人,我们正在实验一个消防员操控多台机器人,来提升救援的效果和效率。

所以这方面还有很多发展空间。像消防机器人这一块,我觉得用十年左右时间,应该能逐步采用机器人执行救援。在这个领域我们跟国外是同步的,如果我们做得好的话,将来能超越他们。

现在我们的核心设备基本上都是自主来做的,没有从国外进口,只是部分传感器要靠进口。

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华为事件发生后,对我们的影响其实还是很大的,因为现在我们缺的就是一些高端传感器。机器人本体、算法,这些东西我们都没有问题,但为了测量更准、可靠性更强,这些高端传感器还需要进口。

但我相信,国内企业也会做出高精度的传感器,代替一部分进口货,我觉得这样的未来是不远的。

如何知道你剖开的是肉还是骨头?

我们的研究难点主要有三个方面。第一个方面是所谓的透明性或者临场感——如何用技术手段为远程操控提供一种临场感。

比如说,我们这个技术也应用在远程手术中,我可能人在北京,给一个上海的病人动手术。这个手术里面可能涉及到几个方面。

首先是,我怎么能够区分切骨头和切肉的感觉。人在现场操作是能感知到的,但是远程手术呢?所以操控的临场感很重要。

而要实现临场感,首先要解决网络传输时延的问题——机器切下去以后多长时间远端才能得到反馈;另外还有外部传感器的力量感知问题。我们是综合这种信息融合技术,来进行相应的操控。

第二个是如何去弥补网络时延。对于高精系统来说,时延是一个非常致命的问题。

比如说,从机器人采集信号到传输至远程控制器,远程控制器算出来以后,再把这个信号送到本地的系统,这里面有两个时延,如果单向时延超过0.2毫秒,就可能导致系统不稳定。

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当然不同的被控对象或者不同的应用背景,对时延要求是不一样的。远程手术这一块,如果时延长的话也能进行适当地操控,但是效率就很低,我们叫“wait and see”。就是说你要等等看,不敢进行连续操作,需要切一段,看一下传回来的视频,保证不能切错。我们当然是希望时延是越短越好。

5G技术的发展对我们来说意义重大,它的优点就是带宽大、时延小。现在我们使用4G看在线影音还是有时延的,但如果距离远了以后,时延还比较大;用户接入多了以后,时延可能更明显。

所以5G的优势就是它可承担更多用户,时延更短。它给我们这个领域,给国内各个领域,都会带来新的机遇。

5G 应用了以后,时延足够小,就能实现远程操控的“零时延”。这等于说你远程操控和现场操控的感觉是一样的,这样一来我们的技术应用前景就会非常好了。

在动手术的时候,如果我在远端看到的场景视频没有任何传输时延,机器人现场操作手术刀也没有时延,我相信这将对整个遥操作技术领域带来深远的影响。

第三个方面其实就是外部环境的复杂性。当我们遥控机器人在外部环境进行作业时,它会面临陡坡、积水、坑洼地等环境,这些复杂情况我们都要考虑进去。

除此之外,灭火点跟机器人之间距离到底是多远,怎样去调整机器人的倾角、姿态,来更好地配合外部环境,也是需要考虑的。我们也在积极研发一些技术,期待在将来能够解决这些问题。

机器人替代了人类怎么办?

有些工业企业采用机器人是为了代替一些冗余、复杂的工作,我们称之为服务机器人、工业机器人。但是我觉得在那些危险的、人类不能进入的场景里,用机器代替人去执行任务是最有研究意义的。因为这种恶劣的环境最需要远程操控技术,也能满足国家和一些企业的实际需求。

对于人类被人工智能取代这个话题,我理解的是,人设计和控制机器人,而机器人是为人服务的。

但是如果说将来机器人发展的程度,发展到有智能、智慧,这种情况下它可能会给人带来一些危害。因为现在有些机器人肯定会有设计不好的时候,包括你的算法出现bug,一些突发事故的时候,它可能反应过激,对人造成伤害。这种可能性是存在的。

但我相信未来我们设计机器人的时候,也会考虑到它的潜在威胁,想办法通过一些手段去避免它。我们的目标是让机器人更好地服务人类,而不是对我们造成伤害。

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