未來(lái)生活的智能機器人

摘要：本文介紹了智能機器人的特點(diǎn)及應用。

關(guān)鍵詞：智能；機器人；人形迷思

　　不久前，日本本田公司（Honda）知名的ASIMO人型機器人上臺擔任指揮，帶領(lǐng)底特律交響樂(lè )團演出百老匯音樂(lè )劇“夢(mèng)幻騎士”中的名曲《The Impossible Dream》，全場(chǎng)演出樂(lè )手與觀(guān)眾皆報以熱烈掌聲。而麻省理工學(xué)院（MIT）機械腳實(shí)驗室研究員赫爾的下半身看起來(lái)就像機器人，他是一位雙腿截肢的殘障人士，正研究如何以金屬桿取代骨頭、用精密的計算機電路板代替腿部肌肉功能，研發(fā)出以人造肌肉驅動(dòng)的義肢。

　　自1970年產(chǎn)業(yè)用機器人大量運用在工業(yè)生產(chǎn)，如汽機車(chē)、機械、半導體等產(chǎn)業(yè)之后，近年來(lái)隨著(zhù)市場(chǎng)需求與應用趨向多元化，再加上過(guò)去十年來(lái)人工智能與傳感技術(shù)等的進(jìn)展，驅動(dòng)了智能機器人時(shí)代的來(lái)臨，機器人與我們的生活，甚至身體也更加密不可分。

圖1  Honda所研發(fā)的智能機器人于今年5月13日，指揮底特律交響樂(lè )團并與華裔大提琴家馬友友握手（來(lái)源：Honda）

服務(wù)用智能機器人為產(chǎn)業(yè)推手

　　國際機器人協(xié)會(huì )（IFR）與聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(huì )(UNECE)調查分析指出，2003到2006年累計機器人需求達220萬(wàn)臺，有三萬(wàn)種的應用產(chǎn)品出現；自2004至2007年間服務(wù)用智能機器人之產(chǎn)量將成長(cháng)為670萬(wàn)臺，在機械控制技術(shù)漸趨成熟的情況下，家務(wù)用機器人躍升成為主流，占總產(chǎn)量之61.83%，居于第二位的教育娛樂(lè )用機器人占37.25%，從2012到2020年，機器人市場(chǎng)總值保守估計可望達到800~2500億美元之間，主要成長(cháng)的領(lǐng)域將是非工業(yè)領(lǐng)域—尤其是玩具、交通、健康和老年人護理等服務(wù)用智能機器人，與個(gè)人/家用服務(wù)機器人；而「機器人」這個(gè)概念，也從模擬人的行為或形體，擴展成能學(xué)習并以自動(dòng)化方式取代某些人類(lèi)行為的裝置。

　　服務(wù)用智能機器人具備有多重傳感系統、遠程監控、警報通知及多媒體導覽等功能。根據國際機器人協(xié)會(huì )所訂定之分類(lèi)標準，服務(wù)用智能機器人可依照使用目的區分為19大類(lèi)，如表1。其中最被看好的機器人應用為醫療、居家服務(wù)以及娛樂(lè )等應用。

表1  服務(wù)用智能機器人用途分類(lèi)表（來(lái)源：IFR）

　　目前市場(chǎng)上醫療用機器人，仍是以操控式機械手臂加上顯微影像顯示系統所結合操作、共同使用之手術(shù)型機器人為主。目前最新的是由美國IS（Intuitive Surgical）公司所制造的機器人內窺鏡手術(shù)裝置“達芬奇系統”（照片2）。優(yōu)點(diǎn)在于可大幅降低手術(shù)過(guò)程中的感染問(wèn)題，并進(jìn)入一般醫師手部所無(wú)法伸入之器官組織；此外，配合視訊傳輸與影像顯示技術(shù)的進(jìn)步，可望能進(jìn)一步實(shí)現遠距手術(shù)。醫療用機器人的進(jìn)階應用之一則朝向讓機器人成為人體一部分—人機一體的方向邁進(jìn)。譬如正在發(fā)展中的人工心臟、視網(wǎng)膜、能接收神經(jīng)信號的智能型義肢等，讓身體因受傷或生病而出現功能缺陷的人，可以有更多替換或矯正的選擇。此外，復健與看護機器人的需求也隨著(zhù)人力不足的問(wèn)題而增加。

圖2  達芬奇系統（來(lái)源：Intuitive Surgical）

　　居家服務(wù)機器人為目前推展最順利的機器人產(chǎn)品之一。全球吸塵器每年需求量為6000萬(wàn)臺，預估智能型吸塵器機器人將占總銷(xiāo)售量的1.6％?，F階段獨占鰲頭的美國機器人大廠(chǎng)iRobot長(cháng)期以來(lái)與美國國防部及太空總署合作，看好人們對生活質(zhì)量和健康的要求，便從軍事用途機器人跨足居家服務(wù)機器人，更與Clorox共同研發(fā)Roomba的進(jìn)階機種Scooba—除了吸塵功能外，還具有拖地功能。去年9月iRobot（照片3）在紐約舉辦數字生活展又推出了兩款新機種，一款是可在雨天進(jìn)行戶(hù)外打掃的機器人iRobot Looj；另一款則是可通過(guò)鏡頭與麥克風(fēng)進(jìn)行遠程溝通的iRobot ConnectR，讓使用者可對家中環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)監控。雖然iRobot尚未發(fā)展出多功能的整合型管家機器人，但足可看其出布局居家服務(wù)機器人的野心。

圖3  已融入人們家庭的iRobot家用清潔機器人（來(lái)源： iRobot）

　　在娛樂(lè )機器人部分可發(fā)揮的空間就更多了。從Sony推出的寵物狗愛(ài)寶Aibo，到近期具有情緒表達能力的機器恐龍Pleo，今年暑假燃起新旋風(fēng)的則是Wall-E（照片4）。這是由迪斯尼動(dòng)畫(huà)消費者產(chǎn)品部門(mén)（Disney Consumer Products）準備推出一系列與最新動(dòng)畫(huà)片Wall-E相關(guān)的機器人產(chǎn)品。“Wall-E終極機器人”有十個(gè)馬達可讓它自由運動(dòng)，還可跟著(zhù)人的聲音行走、自動(dòng)繞開(kāi)障礙物，并傳感人員進(jìn)出房間，最討喜的部分是它啟動(dòng)后會(huì )說(shuō)話(huà)并隨著(zhù)音樂(lè )跳舞，插入iPod或其它的MP3播放器，就會(huì )變身成i-Dog或i-Cy動(dòng)感音樂(lè )裝置。

圖4  迪斯尼動(dòng)最新機器人動(dòng)畫(huà)片“Wall-E”中的機器人（來(lái)源：迪斯尼）

　　種類(lèi)繁多的智能機器人產(chǎn)品創(chuàng )造了高產(chǎn)值，也為背后關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )造了新商機。譬如精密機械、零器件及ICT產(chǎn)業(yè)，包括網(wǎng)通、主機板、控制芯片、軟件、馬達、電池等相關(guān)零組件等，高附加價(jià)值的特性，也造就了多樣化、且大量的市場(chǎng)需求。

打破“人形迷思”，機器人發(fā)展無(wú)限廣

　　當機器人與人類(lèi)生活接觸更多時(shí)，我們可以發(fā)現機器人已漸漸擺脫冰冷的機械外觀(guān)，研究人員也正設法讓機器人具有人類(lèi)般的感知能力，如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)甚至情緒傳感，并能有相對應的回應等。除了人形機器人，機器人的型態(tài)還開(kāi)始因應其不同的需求，出現更多可能性。一旦打破“人形迷思”，機器人的發(fā)展方向更將無(wú)限廣闊。

　　除了前述服務(wù)性應用領(lǐng)域，智能機器人未來(lái)還能朝模仿生物的形態(tài)與功能的“仿生學(xué)”方向發(fā)展。譬如，美國國防先進(jìn)研究計劃局贊助“航空環(huán)境公司”研究“黑寡婦”機器人，希望利用15公分長(cháng)、仿真蜘蛛造型的小型飛行器偵測到衛星也無(wú)法拍攝到的細節；伯克利大學(xué)也正在研究灰塵般大小的微形機器人，只要散布在空氣中就能讓一個(gè)個(gè)微小感應器串聯(lián)成網(wǎng)絡(luò )；黏在指尖上，不用鍵盤(pán)就可直接操作計算機；撒在冰箱內就能監控食物的新鮮程度的“智能型灰塵”。今年八月，英國科學(xué)家更發(fā)表了第一款可由腦組織控制、并以神經(jīng)元為動(dòng)力的機器人“Meet Gordon”。這種機器人可以植入腦中，協(xié)助理解更多腦部功能。

　　已成為世界的制造中心的中國，目前對于產(chǎn)業(yè)機器人及機器人自動(dòng)化成套裝備需求較為強勁，相關(guān)研究與基礎零組件也獲得國家科技發(fā)展規劃較多支持。但隨著(zhù)智能機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅速，中國可藉由工具機發(fā)展累積的技術(shù)能力，涉足適用于嚴苛工作環(huán)境下之機器人，同時(shí)通過(guò)半導體零組件與相關(guān)設備的國產(chǎn)化，提高國內機器人的技術(shù)。展望未來(lái)，機器人將不只是勞工、手術(shù)助理、指揮家、清潔人員和寵物，只要我們的想象力源源不絕，智能機器人也將為我們的生活帶來(lái)無(wú)限的驚喜。

參考文獻：

1，薛斐，從玩具到機床——機器人將會(huì )無(wú)所不在，電子產(chǎn)品世界，2008.6