人形機器人的研究的意義是什麼?
人工智慧這一塊的意義還比較好理解。但是為什麼一定要執著於人形?
依稀記得有研究說 人類對長相越類似人類的東西,越會察覺到其與人類的細微差異,且感到不適和恐懼。
思來想去還是把潛水三年來的知乎首答貢獻給這個正經的問題吧(多圖預警)。
作為高票 @冷哲 提到的美國國防高級研究計劃署(DARPA)的參賽隊成員,先歪樓說一下做人形機器人的研究是什麼體驗。 當時我們使用的機器人 就是去年出了新版本火了一陣子(請搜Atlas, The Next Generation 視頻 )的Atlas (Boston Dynamics) ,官方圖片:
我們的早期長這樣:
後期長這樣:
比賽時長這樣:
雖然答主本人的工作大部分時候是來到電腦前,打開攝像頭,做一些沒什麼意義的事情(聽起來和網紅直播也沒有什麼區別嘛 偶爾也用小推車帶著我們機器人的『眼睛』(即 攝像頭 MultiSense SL - Carnegie Robotics)出去溜溜,像這樣,也就是說此處有一個假設就是機器人走得很穩,風太大摔倒什麼的,攤手
並沒有太多做人形機器人的體驗(相對於其它工作來說),比如 運動規劃:
而實驗過程所有的老師同學都是全副武裝(戴著護目鏡站在防護玻璃後,或者用鋼索拉 用長棍捅 等),包括比賽的時候:
(沒錯,答主性別:女,作為全場25個參賽隊里僅有的兩個妹子 之一……大家就不要挑剔了好嗎)
比賽結束後換了一個項目,依然是人形機器人(Baxter -Rethink Robotics), 這隻相對來說比較安全,因為撞到人了會自己停,也不用油壓 所以不用戴護目鏡什麼的:
以及……為什麼有這麼一個骷髏頭呢…天知道老闆腦洞里都有什麼,可能是看起來比較高吧
------------------------------------
...(??ˇ?ˇ??) ... ...(??ˇ?ˇ??) ... ...歪樓結束-分割線 ... ...(??ˇ?ˇ??) ... ...(??ˇ?ˇ??) ...
------------------------------------
不知道別的人形機器人出現的意義是什麼, Atlas一開始是軍方為了什麼不可告人的目的 按照美國士兵的平均體型造出來的,後來因為另外的什麼不可告人的目的廢棄了,並用於科研,當然像是 「讓這貨去打仗 豈不是天亡我大 『美利堅』(qing)(╯°Д°)╯︵ /(.□ . ) 」 我是不會告訴你的
先來看一篇賽前的報道(還能為什麼,因為賽後就被吐槽成狗了啊,從官媒到『英國那些事兒』 2015-06-06刊 之類的) :
首先它很貴,所以研究經費要特別充足,心理素質要特彆強大,再來說研究意義。 嗯,一米九,航鈦鋁金屬,聽起來有點高富帥哦。模仿人類? 行走?跳躍?(旋轉 跳躍 我閉著眼……咳 )還有,提起物件?……(用起重機不好嗎? 哦? 挖掘機?) 人形機器人存在的意義除了這是一個看臉的世界之外,更重要的其實是:我們生活的世界大部分都是根據人類的需求和能力建造的,這就意味著,當人類的部分或者整體的能力需要被代替或者強化的時候,我們需要人類形態或者模仿人類形態的器件或者機械來完成這項任務。誒? 對不起,突然太嚴肅了…… 舉個栗子,有一天某一棟大樓的地下室突然開始泄漏喪屍病毒,大量人感染,也有人躲起來等待救援,這個時候,除了簡單粗暴地核爆之類的,還可以派出機器人戰隊,履帶、輪式、飛行器固然好,而且在比賽中那些手臂有履帶的,膝關節肘關節有輪子的確實有巨大優勢,那當你要上下樓梯的時候呢?你要用鑰匙開門 進去之後還要反鎖把喪屍擋在外面的時候呢?解救受困群眾卻進不去門的時候呢?強行破牆而入結果整棟樓塌下來了呢…………對不起 我實在編不下去了。。。各種智能機械都有其獨一無二的用途,正因為我們相信它們存在的意義,所以克服一切困難,使用一切技術手段,不斷學習和提升,悉心研究和完善,希望終有一天能實現看起來不切實際的目標,不就是研究的意義了嗎
我一臉花痴地看著的右邊這位 Chris Atkeson 或許大家不知道是誰,但是你一定知道Big Hero 6的大白。他說,你想要的大白就是你眼前的Atlas。
不是執著於人形,是執著於人可以完成的事情,並且做得更好,至於應用, 推廣,產品化,被大眾接受,上市營利這些事情交給商業公司或者動畫片不是也挺好的嗎?
嗯,以上,本人比較無知純屬寫段子胡說八道,「保留所有權利」 並對因此入坑的小夥伴不負任何責任,么么噠
方向control robotics的來說一下(多圖):
人形機器人並不是目前robotics領域"執著的研究方向",只是一種展示robotics成果的prototype,你會發現熱衷於製作"十分像人的"人形機器人的基本都是工業公司而不是科研機構。無論是CMU,MIT還是ETH,世界各地的尖端robotics research group都存在大量怎麼看都不像人的東西。(圖片來源包括CMU,MIT,ETH,Honda等眾多機構,恕不一一註明)
比如
或者
或者
......看著像人嘛?
當然還是有一些有點像人的"人形"機器人存在於科研機構中,比如
以及
它們是用來模擬人的某些能力的,比如表情識別,比如手指的精密動作。"像人"並不是它們的目的,說得不確切一點,它們只不過是在仿人類的特定功能,導致長得"有點像人"罷了。
為什麼工業公司會製作非常像人的人形展示品呢?答案很簡單--客戶喜歡。
長得像人的機器人所模擬的人類動作更容易喚起觀眾的想像力,比如著名的Asimo逛博物館的視頻短片中,
(油管視頻插入不了,抱歉)
Asimo的動作本身並沒有"智能"的成分,但因為它長得像人,因此它"凝視","模仿飛行"的動作都可以給人帶來無窮的遐想,使觀眾覺得好象Asimo是真的能看懂我們的博物館一樣。
Asimo倚在樹上,看花開花落,想春去春來,我的愛人在何方......
咱把這貨掛樹上試試?人家也是雙足機器人不要小看它!
機器人team跳舞很帥吧。
可是這張圖反映的才是真正的multi robot技術--沒有事先設定好的路線,機器人互相通信,協同工作,編隊飛行。
視頻我就不上了,雖然我看的時候覺得很NB很帶勁,但我確信大多數人會覺得更像一窩蒼蠅出行(從顏色到聲音都很像,嗯。)
......
沒辦法呀,即使生為機器人,這仍然是一個坑爹看臉的世界!(Kidding)
高度擬人的外形,讓觀眾產生出錯覺,對面前機器人技術高度的評價會大大提高~~所以工業公司把它們的機器人做得擬人可愛,一方面是因為比較有親和力,另外一方面會顯得他們的技術更加高大上。
而一些直接服務於人類的機器人,擁有人形外觀會使用戶體驗比較好......一大早剛一睜眼的,你是想它給你做早餐
還是......
(我不是否定Asimo等人形機器人的技術高度哦,一般research group專攻一項技術,但人形機器人往往集成了多方面的技術,從engineering角度來說,是了不起的成就呢。)
至於題主和 @冷哲 所說的恐怖谷,其實是很好破的,個頭做小一點,頭身比做大一點,面容卡通一點,就變恐怖為呆萌了......不是很贊同票數最高的回答,本人不才,說說我的拙見。
首先,bipedal robotics是個非常非常難的dynamics and control問題。看看現在大多數的機器人行動都很遲緩笨拙就可以知道了。就算是Honda asimo,它的問題是fully actuated,效率很低,離真正像人那樣運動還差著很遠。
其次,發展人行機器人,看中的也是人類的運動方式,基本可以說是覆蓋基本所有地形的,也很適合使用為人類開發的所有各種工具,像汽車,電鑽,樓梯等等。所以你說它的潛力大不大。
再者,為什麼科研上對其的研究不多,因為能有錢有人員進行整機humanoid robotics開發的實驗室太少。這裡面牽扯的專業非常多,對於一個公司而言,資金和人力都不難,但對於一個實驗室而言,難度很大。所以實驗室更多專註在一個子方向的研究。
最後說下humanoid robotics對控制領域的啟發吧。我們人類從大自然中學到的知識還很少,例如人類行走,鳥類飛翔這些nonlinear system的控制問題,我們人類開發的控制器遠遠不如自然界進化出來的好,當然本體也不如自然進化的好。而這一類問題有人稱之為underactuated system,不過實際情況可能也不能這麼簡單的概括。但總而言之,我們從自然界中能學的還有很多,而humanoid robotics就是其中之一。之所以越來越多人在做人形機器人,歸根結底是人形(樣式,尺寸)機器人更容易為人服務,在交互方面可以達到較高得水平。
設想這樣一個場景
假設 有一群工程師要造一個機器人,現在的工程目標是,造一個機器人可以為人類或者代替人類工作。(無論在民用,商用,工業用中都存在這樣的潛在需求)。
那麼在工程需求分析方面,可能是:
1,essential requirments:
1.1 可以拿到1m之內的所有物體
1.2 可以跨越15cm高的樓梯
1.3 可以達到1m/s的速度
1.4 ………
2,desirable requirmenrs:
2.1 倒下不要撞到人(質量和體型要求)
2.2 不能讓人覺得太恐怖(外觀要求)
2.3 盡量幫助人拿東西提東西做東西
2.4 價格盡量便宜
2.5…
然無數工程師根據這些要求造了無數個機器人,結果那些旁觀者,外行們發現:
怎麼這麼多機器人都長得這麼像,而且都是人形的?
因為一群工程師在做的時候,他們是這麼做的:
外形: 3米高的機器人太高不滿足2.1要求,1m高的機器人太低未必能滿足1.1的需求。只能1到2米左右。
結構: 1隻機械臂的機器人不能滿足2.3盡量幫助得人的要求(甚至不能織毛衣),3隻機械臂的機器人不能滿足2.4的要求太貴。只能做雙臂的。
輪型機器人可以走,但是無法滿足1.2上樓梯的需求,最好是可以上樓梯,雙足或多足不錯,但是多足控制困難,而且有點不滿足2.2的需求。
感測器: 要有溫度感測器,要有視覺感測器,要有聲音感測器才能儘可能的幫到人,完成現有人的需求。
那麼感測器怎麼裝呢,視覺感測器肯定要裝到最上面啊,要不怎麼給其他機構定位?
所以最終的結果肯定是做了個和人類高度的人形機器人,在細微處可能有差別,比如味覺(鼻子)感測器可能在視覺感測器(眼睛)的側面(不能在後方啊,要不不方便機械臂運動),或者聲音感測器(耳朵)放在視覺感測器(眼睛)的上面。可以沒有腿但是有腿了可以上樓。
所以在旁觀者或外行看來怎麼人形機器人越來越多,難道有什麼秘密?其實真實的邏輯是 做人型機器人越來越多是因為
人要造一個東西可以儘可能的幫助到自己。
所以一群工程師才會根據這個工程需求造出一群和人越來越像的機器人。而大自然已經給出了一個工程方案: 人類自己。如果不執著於外觀上接近人類而只是肢體上接近,那麼這就像去年美國國防高級研究計劃署(DARPA)的那次比賽一樣,就是專註於在災難(如核輻射)環境下用機器人去操作原本為人設計的各種設施。福島那裡機器人作用比較小,一個是因為輻射條件下大量設備不能正常工作,另一個是因為傳統的輪式、履帶式機器人難以攀爬梯子、樓梯,打開門,操作轉輪、手柄等機構。人形機器人在這種場合是有必要的。
至於說日本研究學者所執著的外觀上也接近於人的機器人,我個人實在是不知道這有什麼必要。即便是家庭服務機器人,採用輪式或履帶式也比類人式要方便的多。
至於說外觀相似引起不適的問題,這就是所謂「恐怖谷理論」。其實如果真的做的很像,好感度是會回升的。所以這不是什麼大問題。
- 從心理層面講,人形機器人是最容易讓人接受的一個交互界面。
- 除了心理能夠容易接受外,還有,我們生活在無處不經過設計的文明世界中,這個世界的一切幾乎都是為了人提供方便(想像寵物狗是否很方便地開門),人形的另外一個好處是可以利用一切為人專門設計的方方面面,也就是與人類物理尺寸兼容、生活習慣兼容。如果在野外,雙足的機器人,也有較高的通過率,不容易被卡住或絆住。
- 二十年以前,手機是一個奢侈品,現在是必須品。汽車,電視也是如此。二十年以後機器人會走到人們的生活中,會變成必需品,很多人養老都要靠他了。
- 信息化一直在加速進行,從結繩記事到文字發明,從青銅器到造紙術,從鉛與火到無線電,從大型機到pc機,從筆記本到智能手機和可穿戴設備,現在到了一個轉變的奇點。
- 雖然現在的顯示屏都戴到手腕上了,甚至架上鼻樑,或者緊貼皮膚,但是信息還是只能輸入到人的大腦,而不能直接作用於環境。你感冒時,讓電腦給你倒一杯開水還是做不到。這是條巨大的鴻溝。
- 個人機器人會完成從唯物到唯心,從意識到物質的這最後的一毫米。
- 未來的電腦人機交互界面就是機器人,它有能力將信息直接作用於物質,讓信息化潤物細無聲地融入到你身邊的物質世界。它會過濾掉一些信息,有選擇地使用一些信息,它會默默地為你做好一些事情,而不是在你的手錶顯示屏中添加一條「別忘了買牛奶!」只有緊急而重要的事情才會向你報告,或勞你大駕親自動手。和這樣的人機界面打交道,一整天,也不會累。
- 這麼看可穿戴的助力設備也是一個過渡階段,幹嘛不讓機器人直接把事情做了呢?
神以神的形象創造了人類,人類也在用同樣的方式力圖達到非人之境吧。
人形機器人就是個高科技娃娃,滿足的更多是心理需求,全家逃難小女孩還要回去找娃娃,那玩意兒不能吃不能喝有什麼用啊?可自始至終我們一直在追求製造高模擬的非人的類人,是要通過比較探尋自身的本質?或者企圖拓展新的非生物學遺傳方式?還是僅僅非常低級的想要通過奴役人形玩具滿足對同類的控制欲?展開說就太多太麻煩了,倫理、哲學什麼亂七八糟
實用的非人型機器人好像食品,而人形機器人則像保健品
安慰劑是奢侈品,安慰劑集中體現了人類文明的文化色彩,還有那些說不清以及說不出口的需求
你會想要一個非人形女朋友嗎?
反正我不想。。。
功能上,要有可自定義的語音合成功能
另外,還應該帶可編程介面,可以改改性格什麼的,你喜歡什麼樣的都可以。。。。
編程語言嘛,就用lua或scheme,提高地球村民審美情趣
這勢必會極大激發大家的學習熱情,提高社會生產力
利國利民啊,怎麼不好?記得看過紀錄片,主要講日本一名機器人工作者(有空我上網查查)致力讓機器人能夠百分之百模仿人類面部表情。這個精度要求非常高,將人類的面部肌肉控制方式,通過機械電子各方面技術複製在機器人臉上,從此機器不再冰冷。表面上看他們只是在研究人形機器人,但能將人形機器人完全研發出來的人,手上擁有的技術必定是數一數二。舉個例子,你登上過珠峰,現在有一個海拔3000米的山擺在你面前,別人攀登很費時費力,對你來說卻將會是易如反掌
主要是人形機器人的控制演算法和motion planning是非常複雜的,是一個很好的科研載體,能夠大幅度推進其他領域的發展。此外也有文化原因,島國就是喜歡搞擬人機器人。美帝很多做假肢的老師主要是humanoid 拿不到錢了,被迫轉行吧。後者純屬瞎猜。
與 @冷哲 相同,我也關注了美國國防高級研究計劃署的這次比賽(還沒有結束)。組織者和參賽者都認為,之所以發展人形機器人,就是為了能在條件惡劣的環境中代替人來工作(救援工作為主)。傳統的履帶和輪胎只能在平面或者說較為平整的路面工作。在不規整的表面來說,人形的雙腿設計具有更好的適應能力。
在2009年5月,美國的勇氣號火星探測器,在通過特洛伊沙地時,車輪陷入軟土,又使其中一個故障,勇氣號無法動彈,之後的觀測一直被限制在原地,此後有過幾次解救行動但都失敗,最終被放棄。(資料來自WIKI)這也證明了輪胎機器人有其劣勢。
現在我們之所以覺得人形機器人的發展沒有必要是因為其動作遲緩,移動緩慢,不穩定。但這些問題隨著科研水平的提升,都能夠解決。有朝一日我們定能看到動作敏捷行動迅速的人形機器人參與到火災救援或者震後救災的工作中。
至於恐怖谷理論,我覺得不是問題。如果一個機器人因為看起來恐怖而沒有市場,廠商也不會去製造的。以後的機器人應該多數都會是本田的ASIMO這種萌萌的外觀的。
說得極端一點,人形,也就是兩手兩足的機器人,唯一的用處蒙層硅膠做高端充氣娃娃
人的兩手兩足是來自遠古魚類的兩個胸鰭兩個腹鰭,在這基礎上進化出來的所有動物只有四個肢沒法多長,所以要麼四個都拿來行走(大部分陸生脊椎動物),要麼兩個行走兩個抓取(人類,部分靈長類),要麼兩個支撐兼抓取兩個飛行(鳥類)
做機器人完全沒有這些限制,大部分時候輪式或履帶式都比足式好用,那就用輪子履帶,少部分必須用足的情況三足四足六足都是比兩足更好的選擇,演算法簡單穩定性好。手也同樣可以根據需求往上加,有必要的話加到十個八個都不是問題。
還有眼睛,脊椎動物始祖就只有兩個眼睛,所有後代都受此限制,要麼分置兩側獲取大視野,要麼排在前面獲取距離感。機器人為什麼也得兩個?四個是至少的,保證360度視野,有必要的話整得跟西遊記蜈蚣精一樣滿身都是也無不可
研究人形機器人沒什麼意義,就像你做一個汽車不像馬,做一個飛機不像鳥,為什麼做一個機器人要像人?滿足的是不懂這個行業的人內心的愚蠢的需求罷了。
熟悉的東西容易被接受。
首先,像不像人不是看外表,而是看內心,這是個哲學問題。接下來拋出結論:到最後機器人都會是像人的。至於有些機器人為什麼『現在』不像人,比如樓上/樓下貼了圖的四螺旋槳遙控直升機,因為時候未到。
開發任何和人接觸的東西,都分為以下兩個階段: 1.完成需求 2.讓大家喜歡。比如做個飛機,你總得先能飛,再考慮大家喜歡與否。讓大家喜歡,就得像人。像人了你才能理解它,理解它才能愛上它。
像人不代表長得像人,長得不像人的東西也可以像人。說到底,這是個擬人化(humanization)的問題。擬人化的意義在於人與非人的交流可以更便捷,降低交流成本。說到底,人最了解自己,最善於和類自己的東西交流。
比如樓下這隻狗機器狗從表情來講比這個機器人更擬人。你不需要額外的學習去了解這隻狗是開心還是難過, 只要看他笑沒笑。(今天上傳圖片有問題,將就著看吧)
O
—|—
/
___
| o o |-----------------------------
\_-_/ /
更深層次的講,外在(形象,聲音)像人只是一種方式,但非必要方式。比如siri,長得不像人,說話聲音也不像。但是很多人在剛開始以為它是人,因為他說話有不確定性,你問他問題,丫不一定冒出來什麼話來,是不是特別像你某個賤賤的朋友?另一個例子是google,google的keyword搜索方式非常符合人類思考的方式,而相比於初期執著於natural language的http://ask.com之類的網站,google實際上更深層次的擬人(擬了你的思考方式,而不是擬你的表達方式)。或者申請credit card(比如american express),那個流程其實是模擬人類做決定的流程排的。所以它家的credit card申請頁面bounce rate才低。理解精髓就好,我就不再舉例了。
一定要有意義嗎?能做到非常之事本身就是一種意義
每一類事物的存在必然有它存在的合理性。人形機器人也是一樣。人類研究機器人,無非是想著將來可以靠他們給予我們更好的生活。當今世界,人和人之間的信任度逐漸降低,可人還需要一定的發泄途徑,這樣一個有著人形的機器人便闖入了我們的生活。試想,一個年邁的老伴兒過世了,另一半兒肯定悲痛欲絕,如果這個時候出現一個和自己老伴兒一模一樣的機器人讓它陪在自己的身邊,老人該多麼的快樂。還有一些因為失戀而悲痛欲絕的人,如果這個時候有一個和他喜歡的人一樣的機器人,該是多麼開心的事。
可能當未來人形機器人發展到一定階段的時候,人類和機器也可以擺脫生殖隔離,也可以孕育後代。人形機器人因有著先天的各方面優勢,因此也將會在未來呈現出它與眾不同的作用。
機器人作為一個新興的東西,在未來一定有著非常廣闊的前景。人形機器人更是在某些方面特別符合人類需求。關注機器人事業,也許在未來十年,它將徹底改變我們的生活!
還有一點就是,人形機器人,相比較一些非人形機器人,可能更會得到一些人的喜歡。
以上均為個人觀點,不認同的地方還請海涵。
看到題主這個問題瞬間想到郭達和蔡明老師的小品《機器人趣話》,如果升級一下機器人的程序,我覺得買個機器人會比娶老婆這個選擇好N倍。。。。。。。當然還得有個前提——臉換成小島南的
從各種機器人大賽的角度看,各種比賽似乎人形機器人都沒優勢。現實中各種履帶機器人要比兩腿的擬態機器人更加穩定可靠。
現在的狀態不代表未來。人發明機器人無非就是為了在以後讓機器人代替人的工作。我痴迷於科幻題材的電影和動漫,像高達,進擊巨人,破刃之劍,變形金剛等等太多了,每次我看到有人能自由操控機器就會把自己代入,滿滿的都是熱情和希望。雖然現在我不能實現,但誰呀不能阻止我科幻一下不是嗎?
我不能實現,不代表所有人都會放棄實現這個想法。於是有重度中二病的機器人專家就會專註於研製人形機器,其實就是將自己代入了。我們眼裡,他研製出來的是一個長著兩條腿的逗比機器人。外觀形態可能還會覺得有點像屍體或者殭屍,排第一的恐怖谷理論很好解釋這點。
但是在他自己眼裡,這個兩腿腿的逗比機器,可能就是發明者自己。
其實把機器人比例做的頭圓一點,手腳短一點,眼睛大一點,萌一點。就像機器貓。或者嬰兒?就不會恐怖了
推薦閱讀:
※進化者機器人小胖真的有那麼智能嗎?
※KF,EKF怎樣設置Q和R陣?
※未來五年內(2014-2019),科技會如何改變我們的生活?
※如何看待宇樹科技的「萊卡狗」四足機器人?