一文解析機(jī)器人發(fā)展趨勢,從自動化演進(jìn)到自主化

?機(jī)器人資訊 ????|???? ?2020-06-12

   人工智慧開啟了新一代機(jī)器人技術(shù) Robotics 2.0,最大改變是從原先人工編寫程式而來的自動化,邁向了真正的自主學(xué)習(xí)。本文將嘗試揭開人工智慧(AI)應(yīng)用的神秘面紗,協(xié)助讀者瞭解 AI 機(jī)器人將如何影響我們的未來,并釐清我們常常聽到,但卻著墨不多、甚至根本尚未全然理解的主題。

 

  本文為「Robotics 2.0」系列文章的第一篇,講述機(jī)器人技術(shù)與 AI 對于各大產(chǎn)業(yè)和未來工作的影響。我們將討論 AI 將如何釋放機(jī)器人技術(shù)的潛力,這項(xiàng)新技術(shù)的挑戰(zhàn)和機(jī)會,以及這一切將如何影響我們的生產(chǎn)力、就業(yè)狀況、甚至日常生活。在人工智慧被大肆宣傳的當(dāng)下,我們希望透過這些文章鼓勵更有建設(shè)性和全面性的探討。

 

  重新定義機(jī)器人:揭開次世代 AI 機(jī)器人 Robotics 2.0 的神秘面紗

 

  提到機(jī)器人,我們總有各式各樣天馬行空的想像:從 Softbank(軟銀集團(tuán))的社交機(jī)器人 Pepper、能輕松后空翻的 Boston Dynamics 公司機(jī)器人 Atlas、《魔鬼終結(jié)者》(Terminator)系列電影的人造人殺手,到電視影集《西方極樂園》(West World)中隨處可見、栩栩如生的擬真機(jī)器人角色。

 

  我們常常聽到兩極化的觀點(diǎn);有些人傾向高估機(jī)器人模仿人類的能力,認(rèn)為機(jī)器終將取代人類,有些人則對新研究和技術(shù)的潛力太過悲觀。

 

  在過去一年之中,許多創(chuàng)業(yè)、科技、新創(chuàng)業(yè)界的朋友都曾問過我,在 AI,尤其是深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)和機(jī)器人技術(shù)的領(lǐng)域,究竟有哪些「實(shí)際」進(jìn)展?

 

  令人最為好奇的是:

 

  AI 機(jī)器人和傳統(tǒng)機(jī)器人有什么不一樣?AI 機(jī)器人是否真有顛覆各大產(chǎn)業(yè)的潛力?它的能力和限制又是什么?

 

  看來,想要瞭解現(xiàn)在的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)格局,是出乎意料的困難,更不用說要對未來做出預(yù)測。藉由這篇文章,我嘗試揭開人工智慧應(yīng)用于機(jī)器的神秘面紗,釐清這個我們常常聽到,但卻著墨不多、或根本未全然理解的主題。

 

  首先必須回答的基本問題:什么是 AI 機(jī)器人(AI-enabled Robotics)?它們又有什么獨(dú)特之處?

 

  機(jī)器人演進(jìn):從自動化到自主化

 

  「機(jī)器學(xué)習(xí)解決了以往『對電腦困難,對人來說卻容易』的各種問題,或以更容易理解的方式來說,就是解決了『人類很難讓電腦也理解』的問題。」

 

  — — Benedict Evans,安霍創(chuàng)投(a16z)

 

  AI 所造就的機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,最大成果是從原先的「自動化」(工程師藉由程式設(shè)計(jì)編寫規(guī)則,讓機(jī)器人遵守)邁向了真正的「自主學(xué)習(xí)」。

 

  如果機(jī)器人只需要處理一件事情,那么,它到底有沒有人工智慧,差別其實(shí)看不出來;但是,如果機(jī)器人需要處理各式各樣的任務(wù)、或是回應(yīng)人類與環(huán)境的變化,就需要一定程度的自主性才能勝任。

 

  我們不妨借用下列不同等級的自駕車定義,一併解釋機(jī)器人的演變:

 

  Level 0 — 無自動化:由人類操作機(jī)器,沒有機(jī)器人的參與。(機(jī)器人的普遍定義,是指有能力自行從事復(fù)雜動作的可程式化擬人機(jī)械)。

 

  Level 1 — 單一自動化運(yùn)作:單一功能已自動化,但不使用環(huán)境資訊。這是自動化與制造業(yè)中傳統(tǒng)的機(jī)器人使用現(xiàn)況。透過程式編輯,機(jī)器人能夠以高精度與速度重復(fù)執(zhí)行特定工作;但直至目前為止,多數(shù)實(shí)際運(yùn)用的機(jī)器人都無法感知或應(yīng)變環(huán)境的變化。

 

  Level 2 — 部分自動化:透過環(huán)境感知所輸入的特定功能,協(xié)助機(jī)器進(jìn)行決策。例如某些機(jī)器人透過視覺感應(yīng)器,識別并應(yīng)付不同的對象:然而,傳統(tǒng)的電腦視覺,需要對每個對象進(jìn)行預(yù)先登記和清楚的指示,且機(jī)器人還是缺乏處理變更、意外狀況、或是新對象的能力。

 

  Level 3 — 條件式自主:機(jī)器控制了所有的環(huán)境監(jiān)控行為,但仍需要人為檢查關(guān)注與(即時(shí))介入。

 

  Level 4 — 高度自主:在某些情況下、或是定義的區(qū)域內(nèi)完全自主。

 

  Level 5 — 完全自主:在任何狀況下均可完全自主,不需人為介入。

 

  我們現(xiàn)在處于哪一種自主等級呢?

 

  現(xiàn)在,工廠里多數(shù)機(jī)器人都是透過開放式迴路、或是非回饋方式予以控制。這意味著它們的運(yùn)作與感測器回饋各自獨(dú)立、彼此互不影響(level 1)。

 

  少數(shù)在工廠中的機(jī)器人,會根據(jù)感測器回饋而調(diào)整操作(level 2);此外還有協(xié)作型機(jī)器人(cobot),他們的操做更加簡單安全,因此能與人類共同作業(yè)。然而,相較于產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人,這種機(jī)器人的精確度和速度卻相形失色。另外,雖然協(xié)作型機(jī)器人的程式化相對簡單,但它們?nèi)匀徊痪哂凶灾鲗W(xué)習(xí)性;每當(dāng)工作內(nèi)容或環(huán)境有所變動時(shí),就需要由人類手動引導(dǎo)協(xié)作機(jī)器人進(jìn)行調(diào)整,或是重新編寫程式,機(jī)器本身無法自主舉一反三,彈性應(yīng)變。

 

  深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)(Reinforcement Learning)能幫助機(jī)器人自主處理各種物件,將人類的介入程度降到最低。

 

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