未來機器人入門——6：控制

本系列將未來機器人的突破點分為6個創新領域：機械結構、硬體、電子、軟體、連通性、控制。將依次介紹這6個類別，並以此預測未來20年的發展。

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入門 6 控制

一種傳統的看法認為機器人控制可以分為兩種截然不同的模式：人工控制，或稱為遙控機器人（teleoperated robots）；以及自主控制，或稱自主機器人（autonomous robots），後者使用自身的感測器來決定如何移動及動作，它們自我控制。我們目前不傾向於追求這兩種極端方式，而是尋求一種能將自主決策和人工遙控流暢融合的方法。一些機器人將主要依賴於自動駕駛儀工作，當不確定要做什麼任務時，則會詢問人類。一些機器人將是自主的，但需要人類的幫助。它們會去尋求路人的幫助，如方向、門和電梯的位置。一些機器人將設計成遙控的，雖然受人類的高度控制，但仍可利用自身的感測器和反應機制進行避障。然而，其他的機器人根據任務不同可實現從精細的遠程控制到完全自主行為的全範圍運行。

自2004年NASA/Ames智能機器人小組啟動一個稱為人-機器人對等互動( Peer-to-Peer Human–Robot Interaction)的項目。

研究人員研究了機器人和人類如何在月球上共同工作建設項目,著眼於讓人類在安全的登月艙內幫助機器人在月球表面建設一個棲息地(Fong et al. 2005)。有時候身穿宇航服的人類會與機器人肩並肩一起工作，來抬起沉重的零件或檢查一個焊接接頭。其他時候，機器人也可能會遇到困難，例如螺接兩個預製框架部分，此時它將請求遠程幫助。在這種情況下，人類操作員則將需要從機器人的監督者轉換到遙控者，從遠方接管指揮機器人的攝像頭和機械手臂，直接扭緊遇到麻煩的螺栓。研究人員稱這種機器人控制水平無縫轉變的能力為可調自主（adjustable autonomy），這將是未來機器人的一個重要設計考慮。

t可調自主表明：類似於商用飛機的自動駕駛儀，介面設計得非常好，人類可以獲得態勢感知並在必要時接管控制。相反，當任務足夠簡單，機器人足以處理時，可調自主則意味著人類操作者賦予機器人自主權而無需直接控制。

在NASA的例子里，這意味著要保證人類和機器人之間有共同的語言。比如「稍向左」和「在我上面」，機器人和人類都需要用正確的方式做出理解，這樣他們之間才可以就一項任務以及某種情況下可能的解決方案進行交流。遠程操作控制也需要相應的設計，當操作員不小心造成損害時，例如，當移動機器人時由於未能注意到突出障礙而造成機體的損壞，感測器能夠及時中止遠程操作。

大量的可調自主研究集中於安全的遠程操作控制，包括力反饋以及三維可視化，為人類操作員提供儘可能多的的情境感知。

可調自主將成為未來機器人系統的一個事實，這將意味著在家裡或是在街上遇到的機器人將會有不同程度的人類的控制。從完全自主到監督再到直接遠程遙控。隨著自主機器人控制和對話系統的進步，將會越來越難以推斷一個特定的機器人是人類控制的、還是受人類監督的、或是在外跑丟的，在不久的將來，控制方面的進步將會在我們與機器人互動時，為其蒙上一層面紗，隱藏了這是一台自動機器人還是人工遙控的真實身份，也同樣遮掩了我們構建一個與我們進行交互的對象的具體模型的能力。

綜合

鑒於在結構、硬體、電子、軟體、連通性和控制方面所有可預見的進步，我們可以重新想像在2035年由眾多機器人創新合奏出的新景象。今天任何一個可以從一箱零部件中組裝出一輛自行車或組合出一個瑞典式卧室梳妝台的人，將來也可以利用眾多的工具包構建出一個機器人。機器人將飛越我們的頭頂，跟著我們一起跳躍、快速跑動、上下樓梯、能跑到家裡的任何角落。當你在人行道上看到一個機器人時，並不清楚這是由旁邊的人、還是數英里之外的人所遙控的，或是由一個完全是數字化決策的人工智慧程序所引導。機器人可以識別出我們，檢測我們的視線方向，能聽懂大部分我們所說的話。

它們可以隨意拍照，並立即發布到全世界；它們可以錄製我們的話音和聲音；它們可以從低IQ的人工遙控機器人無縫地切換成一個高IQ的自動機器人。

今天可拍攝視頻的手機已經正在改變公民和政府之間的關係。當一個警察朝著一排示威者臉上發射胡椒噴霧時，所有人都會在線看到這個暴行。沒有什麼是轉瞬即逝的，因為一切都可以記錄並分享。對於隱私的期望必須轉變,因為在公共場所所做的任何事情都會被抓拍，然後公之於眾。由於機器人自動決定記錄和發布的內容,所以我們將不得不轉變我們對於互聯網身份的認識。我們人類將不再是唯一一個記錄並在線發布事件的物種。事實上,機器人將不僅是新內容的創作者，它們也會像我們一樣忙於消化吸收發布在網上的內容。當你碰到一個有著強大資源庫的機器人,從第一印象你很難確定是否這個機器人知道你每天所做的每一件事情包括你所去過的地方以及你與其他機器人互動的方式，或者是否你和它對於對方都一無所知。

這些機器人會是庸俗的，像一隻過度熱情的狗一樣友好；或是完全不知所措，像一隻暹羅貓一樣疏遠。它們或是跟人的手掌大小一般，以每小時5英里的速度飛行然後停落在樹枝上，或是像一根幾厘米寬，3米高的杆子一樣瘦長且高挑。機器人會爬樹、玩雜耍、擦乾淨三樓以上樓層的窗戶。它們會在公園裡到處跑，跟孩子們天真地玩接球的遊戲，但是看上去，聽起來卻像是一個5英尺高，有著6厘米長的橡膠牙齒和發光的紅色眼睛的暴龍。在郊外演唱會上聽到手機響，你會感到很煩躁，但是這跟各式各樣的機器人以各種方式分散你的注意力，中斷和打亂你的計劃相比，就會顯得渺小的不值一提了。

如果在自製的公共機器人的蠻荒西部尚有一線希望的話，那就是在二十一世紀早期的混亂的、動畫密集的網站大量爆發時我們所做的應對。與設計低劣的網站相對的是設計和人機互動領域充滿了活力，這些學科招收並訓練不同的個人，教給他們設計方法，使得高效、互動的網站走向了成熟。我希望人機互動以及機器人設計理論能夠適應這一情況，引入原理和實踐，這將會消除掉因我們發明創造所產生的機器人的霧霾。但充其量這些舉動也將是被動而非主動的，就像政府監管、市政分區和法律判例。它可能在好起來之前會變得更糟。

本文摘錄之我們翻譯的《機器人與未來》（第一財經2015年度特別推薦圖書）

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