成为机器人|混乱博物馆

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一个有趣的事实:机器人至今尚未有一个明确的定义。

在机器人发展的初期阶段,任何模仿人类行为或思维的机械设备都可以被称为机器人。然而,随着行业的进步,人们逐渐意识到“像人”并不是关键因素,“反射”才是核心所在。本期视频将探讨什么样的设备才能被称为机器人,以及为何机器人行业的发展相对缓慢。

1920年,捷克作家卡雷尔在其作品《罗萨姆的万能机器人》中首次使用了捷克语“robota”,意为奴隶,后来这个词被翻译成英文并沿用至今,即“robot”。

在科幻文学的黄金时代,自主行动且具备思考能力的机器人被视为21世纪不可或缺的一部分。然而,直到2018年,大多数人所熟悉的机器人主要集中在食堂里的刀削面机器人和家中的扫地机器人。

为什么机器人行业的发展如此缓慢呢?

首先,我们需要回答一个根本问题:什么是机器人?

2011年,河北农民崔润全发明了一款名为《可弯曲式刀削面机的挥臂装置》的机械臂,尽管它在餐厅后厨发挥了作用,但它并不能被视为真正的机器人。

机器人必须能够模仿人类的复杂行为,而这源于对外部世界的即时判断和条件反射,而非预先设定的指令。因此,机器人研发的核心在于构建反射机制,即观察外界的变化并作出相应的反应。

例如,汽车本身不是机器人,但无人驾驶汽车却符合这一标准。为了成为机器人,设备必须具备三个关键功能:感知环境、分析推理和运动控制。

感知环境指的是量化物理世界,目前已有数百种传感器帮助机器感知光线、温度、角度、速度、距离等信息,甚至还能识别物体的姿态和三维特征。深度学习算法的进步也使得机器人能够更好地分析和推理收集到的数据,从而在复杂环境中做出更优的规划和决策。

然而,运动控制依然是机器人发展的最大瓶颈。要使机器像人一样精细操作,我们需要建立完善的动力学模型。当前,即便是最先进的实验机型也只能勉强达到人类行走的效果。

这就是著名的莫拉维克悖论:“让计算机像成人那样下棋并不难,但要让它像一岁大的孩子那样感知和行动却是非常困难甚至不可能的。”

因此,家用机器人大多采用轮子来移动,以简化运动控制的需求。以科沃斯D520为例,其通过多种传感器(如碰撞、跌落、加速度和转速传感器)来感知周围环境,特别是激光测距传感器,用于测量与障碍物的距离。这些数据帮助机器人构建房间地图,确定自身位置,并规划清扫路径。此外,科沃斯还推出了空气净化机器人和擦窗机器人等产品。尽管这些家用机器人技术已相对成熟,但整个行业仍需等待基础技术的突破。在未来,扫地机器人很可能是大多数家庭唯一可见的机器人类型。

本文来源: 图灵汇 文章作者: 极客视界