如何定義「機器人」?

1、北京某公司推出了刀削麵機器人

2、@庄雅婷:好想把前男友的頭摁在面板上。。。。

按照分析,這是違反阿西莫夫機器人三定律第一條:機器人不得傷害人類 的。

但是很多機器,包括戰爭機器,本身即是以傷害、消滅人類為設計目標的。如何在定義上確定、區分這些「機器人」和「人型機器」?


我認為,對機器人的定義有兩種方式。一種以機器人為中心,另一種以人類為中心。

1. 以機器人為中心的定義方式

可被稱為機器人的實體組成的系統應該具有以下特性:

第一點,作為封閉的系統,可以與系統之外的物理世界發生接觸。

第二點,系統內部的實體具有可控的自由度,實體的組成方式或者實體具有的能量可以被改變,從而改變系統與世界發生物理接觸的方式。

第三點,系統內部具有觀測系統或者世界中發生的物理變化、化學變化以及能量傳輸的裝置。

第四點,系統內部具有計算的能力,可以將觀測裝置的結果轉化成邏輯和信息,從而改變系統中實體的組成方式或者實體具有的能量。

第五點,人類和人類具有的邏輯計算能力有限地存在於系統內部

前四點定義並不難理解。機器人本身就是一個機電系統,有金屬板、齒輪、傳動機構、電機、電路、晶元和能源介質。各種部件都是有自由度的實體,比如電機可以轉,傳動機構會帶動機械臂移動。能量可以改變,一方面指的是電池可以充電,油箱可以加油,另一方面也指的是勢能和熱能的改變,比如無人機起飛之後增加了重力勢能,彈簧被壓縮之後增加了彈性勢能。觀測裝置在機器人系統中存在是非常重要的一個特點,現階段大部分的機器人學的研究都是利用數學模型去分析觀測裝置的輸出,因為大部分的觀測裝置只能給出不準確的觀測。雖然電機理論發展了這麼多年,但是當一個電機快速轉起來的時候,人們還是沒辦法做出又小又準確的觀測裝置去知道電機具體轉過的角度。對不準確的觀測的分析是機器人學中一個重要分支Probabilistic Robotics研究的主要問題。

實體以及與物理世界的接觸是必須的,否則我們無法區分人工智慧和機器人。機器人必須要搬運物體、在空間中移動自身或者引起某些物理或者化學變化。而像iPhone和 Siri這樣的設備,它的運行過程並不會引起物理世界中的任何變化。通常人工智慧被認為對應於人類意識,而機器人對應於人類的身體。而前四點構成的定義同樣適用於人類本身,所以我們可以說人工智慧是機器人的大腦,但是不能說人工智慧是機器人,這就像通常我們不認為一顆腦子就是一個人。再深層的探討會涉及過多的其他學科,無法再深入了。

機器人全部都可以對應在這四個定義的框架下面。我敢這麼確定,其實是因為這四個定義是在總結人類製造的所有機電系統的特徵。

第五點定義至關重要,它決定了機器人和人類以及人類創造的其他機電系統的區別,但是尷尬的是它並不是一個嚴格的定義。這個定義並不排除人存在於系統內部的情況,但是無法量化地給出存在的程度。我認為正因為第五點無法以人類現有的知識水平做出量化定義,我們才很難定義什麼是機器人。舉個例子,通常我們不把普通的汽車叫做機器人,但是把Google的無人駕駛汽車稱作機器人。普通的汽車和Google的無人汽車都滿足我所列出的前四點性質,但是在第五點上面,人類的能力不可或缺地存在於普通的汽車系統中,而Google的無人汽車並不完全依靠人類的能力。

讓問題更複雜的是,就算是Google的無人汽車,我們也不能認為這個系統內部不存在人類和人類具有的邏輯計算能力。拋開車是怎麼造出來的不說,一部無人汽車啟動之前通常需要軟體工程師調試參數、發生故障的時候需要機械工程師更換零件、沒有能源的時候需要技師加油、更換電池或者充電。我個人傾向於認為兩百年內,完全不存在人的影響的機器人系統是不會出現的,因為人類自己的工業發展就是在不停利用前人積累的技術,在這樣的技術體系下產生的機器人系統依然要利用之前的系統和技術,因此也就需要創造這些技術的人類的參與。所以至少在可見的未來中,第五點定義並不能完全去除人的存在。

我們能夠試圖量化人類在機器人系統中的存在程度嗎?沒有沙子不是沙堆,一粒兩粒沙子也不是沙堆,但是一萬粒沙子就是一個沙堆了:那麼究竟幾粒沙子才能被叫做沙堆呢?第五點的定義就像這個問題一樣模糊而且尷尬,我們必須知道人類存在於系統中的量化程度,才能區分汽車和機器人。這個量化應該只關注機器人系統運行時人類的參與程度,還是也要考慮機器人系統製造時人類的參與程度呢?我們應該關注機器人系統的運行時間呢,還是關注機器人系統製造過程的自動化程度呢?不管如果,現階段我們都很難量化人類在機器人系統中的存在程度。

第五點定義也進一步說明了為什麼我們不把Siri當做機器人。因為Siri存在的目的是為了給使用它的人類服務,如果我們把Siri和人類構成的系統作為一個機器人系統,那麼這個系統和物理世界的所有接觸都是由人來做出的。在這種情況下,就算不量化分析,我們也能看出人類在這個機器人系統里的存在程度太高了。

2. 以人類為中心的定義方式

可被稱為機器人的實體組成的系統應該具有以下特性:

第一點,作為封閉的系統,可以與系統之外的物理世界發生接觸。

第二點,系統內部的實體具有可控的自由度,實體的組成方式或者實體具有的能量可以被改變,從而改變系統與世界發生物理接觸的方式。

第三點,系統內部具有觀測系統或者世界中發生的物理變化、化學變化以及能量傳輸的裝置。

第四點,系統內部具有計算的能力,可以將觀測裝置的結果轉化成邏輯和信息,從而改變系統中實體的組成方式或者實體具有的能量。

第五點,機器人系統實現與世界的特定物理接觸時,消耗的人類能量和邏輯計算能力少於非機器人系統實現相同物理接觸時消耗的人類能量和邏輯計算能力

只有第五點定義不一樣。在這一種定義中,我們多了一些量化的可能性。還是用汽車和無人汽車舉例子,一個人要從北京去太原,開普通汽車的話,人需要花六七個小時專註在控制汽車上;而開無人駕駛汽車,人可以把這六七個小時節省下來讀書睡覺或者干別的事情。所以雖然兩種汽車都需要人去修理或者加油充電,但是駕駛過程中人類的消耗被節省下來了。把汽車系統的運行時間分成維修時間和駕駛時間,再假設維修普通汽車和無人駕駛汽車的時間差不多,我們可以說普通汽車運行時間的100%都需要人類參與,而無人駕駛汽車僅有30%的運行時間需要人類的參與。再比如能掃地的機器人Roomba和普通的吸塵器。同樣地,普通吸塵器100%的運行時間都需要人參與,而掃地機器人可能只有10%的運行時間需要人參與。

這樣的定義也有它本身的問題,那就是僅當機器人系統和非機器人系統具有可比性時,量化定義才有意義。舉例說明就是,掃地機器人和普通吸塵器的維修成本和維修時間差不多,而且打掃衛生時的效率也差不多,所以我們能夠比較它們的運行時間。而目前的無人駕駛汽車原型機和普通汽車相比,還沒有完善好的無人駕駛汽車更難維修,成本更高。假如一個不完善的無人駕駛汽車成為產品進入市場之後,三天兩頭就壞感測器或者造成車禍,引起長時間的有人類參與的維修、事故處理和法律糾紛解決,那麼它本身具有的機器人系統的性質就失去了意義。這裡所說的可比性,不太容易量化,大致指的是機器人系統和非機器人系統必須同樣穩定、具有同樣的效率。

因此這個定義要求機器人系統和非機器人系統具有可比性,也就是說即使機器人系統有更高的複雜度,機器人系統也必須有與非機器人系統相似的穩定性。事實上,現在世界上所有的機器人研究,歸根結底就是為了提升機器人系統的複雜度,同時依然保持和簡單非機器人系統相似的穩定性。這一點,應該作為所有機器人系統研發的指導思想。

更重要的是,這種定義方式強調了機器人系統能夠節省的人類能量和邏輯計算能力,而人類能量和邏輯計算能力換種方式說就是「無差別的人力勞動」。說到這裡,我們就可以說,歷史上人類發明的種種自動控制下的機器,比如自動紡織機、蒸汽機、電子調速器、火車剎車裝置、飛機自動巡航裝置等等,其實都可以被稱為機器人。他們不同程度地節省了「無差別的人力勞動」。 雖然「無差別的人力勞動」被看做是商品的價值,但是不管亞當斯密還是馬克思或者任何後世的經濟學家,都不曾研究過一個可以節省「無差別的人力勞動」的商品如何估價,我認為這種考慮節省「無差別的人力勞動」的機器人的定義,有助於將來我們用新的眼光去看待機器人的商品價值,從而更好地估計一個廣泛應用機器人技術的經濟體的價值和活力。

總結

總而言之,兩種對機器人的定義方式都有其獨特性和局限性。他們都還不是完備的,這是因為人類在很多學科中缺少給出精確量化計算的數學和物理工具。我認為在未來的很長一段時間裡,人們會不斷地完善對機器人的定義。

如果你接受我上述的定義的話,那麼你可能會部分認同如下的觀點:機器人和人其實是相伴而生的。從最早的人類使用的石具,到現在可以在山野間爬來爬去的大狗機器人,人類創造的所有工具都滿足我說的定義,他們都可以被稱為機器人。人和人使用的工具,或者說機器人,就像光和影一樣,沒有其中一個就沒有另一個。 我這麼說,是因為我不相信可預見的未來里會有完全自主、不存在人類參與的機器人系統出現。我們是一體的,就算世界演變成《黑客帝國》那副模樣,人和機器人也都還是互相依存不可分離的。

以上,都只是我的個人淺見,希望能夠幫助到對機器人系統感興趣的人。


又一概念的問題,預測這個問題得不到一致的答案的,還是參與幾句

先區分這樣幾個概念:「機械」、「機器」、「機器人」、「人形機器」

  • 「機械」是利用力學原理的工具。原始人手中的弓箭算是,手中的燧石不算。
  • 「機器」是帶動力設備的機械。這是工業革命後才深入人心的,原因可能也是蒸汽機的發明。
  • 「機器人」是自動控制的「機器」。「不傷害人類」頂多算一個美好的願景罷了,如果蚊子造出了機器人,應該也會加一條「不能怕蚊子」!
  • 定義「人形機器」是個很幼稚的做法,這就同科幻片中的外星人都長得像人類一樣不靠譜。強制讓機器長成個人樣本身就違背了機器的本質,機器就是為了高效、改長怎麼就該怎樣。目前發現最實在的「 人形機器 」應該是服裝店的假人,有軸承、有骨架,符合機器的特徵、長得也挺像人的。

畫個圖

這樣的定義在物理的角度應該比較完美,而真正值得爭論的應該是在生物的層面

  • 馬車有「動力設備」算不算機器?馴化馬的過程相當於編程,之後馬能「自動控制」,算不算機器人?

  • 基因工程的菌種這已經到達了機器人的最高級別,不僅能自動控制,還能完成軟體自動進化、硬體完全複製、能量最大分配等夢寐以求的功能。這樣的菌種算不算機器人?

(買宵夜去,待討論後補充)


http://www.zhihu.com/question/20129827

見這個問題串下我的回答下的討論。

總之,」三定律「很扯淡,在現實中是不可能存在的。


阿西莫夫的機器人是必需以正電子腦(positive electron brain)為核心。不系馮諾伊曼體系。不能原樣複製狀態(同樣存在死亡概念)。邏輯錯誤會導致硬體損壞(永久性獃滯)。


很顯然,有人沒有好好地讀完阿西莫夫的經典。大師創造機器人三定律是為了突破它們,這是故事的張力所在,所以最終在書中揭露出有一條高於三定律的隱藏定律,那就是零號定律。阿西莫夫的機器人系列探討了機器人的人性,或者說獨立性。機器人如何在知曉創造主存在,並且不能背叛創造主的情況下如何實現自我的獨立人格,這是全書最打動人的地方。所以機器人和人形機器有什麼區別?自由意志啊,同學,自由意志。

另外這也是人和肉的區別。


謝邀

三定理和現在學術界真正研究的機器人沒有半毛錢關係

我不確定LZ是想從科幻的角度還是學術的角度來探討這問題,否則我很難展開

___________傳說中的分割線____________________________________

在科幻的世界裡,定義機器人基本從兩個方面入手:形態和智力

形態:自然是指必須長的像人。只要像人的話,AI差一點也完全沒關係。比如大家都知道的高達,沒有人敢說高達不是機器人。而事實上高達也完全符合學術界對機器人的一切定義。而相對應的,諸如全自動汽車、無人飛機什麼的,在科幻界就被鄙視了。但在學術界,這些都屬於robot

智力:如果第一條無法滿足,那麼就必須用智力來彌補了。AI水平足夠高,高到能夠和人類正常交流的,那麼就算你只有一個屏幕,也能被當做機器人。比如不少人也會把siri視作機器人,除了實在太蠢之外。但實際上,學術界定義機器人,必須是機械與電子的一體化系統,siri沒有實現機械控制,只能被視作一個AI。

貌似在中文裡很多人不明白AI和ROBOT的區別,這一段也算解釋吧


具有獨立意識和人格並能與人類有效互動的人工智慧的載體。


同意 @丙等星的說法,如果你指的是機器人的話,就是robot,如果智力上定義機器人,其實是件很難很主觀的事,但是圖靈提出一個說法檢驗人工智慧,就是是否能通過圖靈測試,通過機器人與你交談而不被你發現這是個機器人,現在仍然是人工智慧檢驗的一個重要標準


純屬炒作了多年的偽概念,很成功。


如果真正能做出那樣的機器人,可以與人類生活互動如此緊密,那麼"三定律"顯然是不夠的,三萬條定律還差不多。


能自我進化的機器才能叫人,否則只能叫機器。


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