机器人将成为下一个重要的产业，这是比尔·盖茨在十几年前就做了预测的。

虽然机器人在科幻电影里早就出现，但是在机器人开始研发的阶段，大部分是把用于工业自动化的“机器手”叫做机器人，例如在汽车工业里的车辆自动装配生产线。

真正 “类似于人”的机器人(或叫“人形机器人”)，直到最近几年才引起广泛议论。这是因为随着智能手机、智能硬件研发的迅猛发展，通信技术、半导体芯片、软件、人工智能、视频技术、传感器技术的飞速进步，给“人形机器人”的诞生及产业化奠定了扎实的基础。

机器人技术正在快速发展

让我们回顾一下20世纪发展起来的制造业“批量生产”方法，即通过具备各种工具和机器的工厂，大量生产一模一样的某个产品。

开始的时候，这些机器都是需要人来操作的“笨”机器。但是到后来出现了计算机之后，情况就发生了变化。这给人们带来了新的机会，可以把机器变得“聪明”起来，可以按照人们的要求编制程序，来完成各种各样繁杂的任务，也可以完成小批量定制化生产。20世纪60年代之后，这样的数控机床或者是工业机器人，在大型工厂的流水线上得到了广泛应用。

按照统计数据，目前全球大概有150万台这样的工业机器人，到2017年底可达到200万台。这些工业机器人可以帮助企业流水线装配汽车或电子产品、在车间和仓库搬运物品、帮助医生做外科手术等等。它们可以工作于人类不能适应的环境中，大大解放了劳动力。

机器人如果用到了家里，它将不光像现在已经商品化的扫地机器人这么简单，而会发挥更多的为人服务作用。我们需要把机器人提升到具有情感的级别，做到与机器人更通畅的沟通和交流。例如，在工厂里的机器人只需与产品打交道，“一心一意”完成单个任务就完了；而在家里的机器人，则需要随时与人打交道、随时响应人的需求。

日本研究机器人专业的教授莫里，在20世纪70年代就已经发现，机器人的外形不能像一部冷冰冰的机器或者一部设备，要做得尽可能像人，才会使人感到有亲切感。这就首先需要我们用硬件给它做个头、会移动的双脚、手臂。

很大的挑战是如何让一个人形机器人能够很稳定地走路、走楼梯、像人那样奔跑，甚至超过人，比如爬上完全垂直的墙面或栅栏，或者立定一跳就可弹跳到屋顶上。这需要给机器人装上一个传感器阵列，它能持续地测量机器人身上部件的方向和移动。也需要实时读出和处理这些传感器所收集的数据，持续调整伺服电机，以保持所需的平衡，不至于倒下。要达到这些要求，需要非常先进的低成本、低功耗半导体芯片，低成本的精密移动传感器，以及先进的算法和具有人工智能的语音识别和视觉识别技术。例如，美国一家公司发明了一种“推不倒”的算法，传送至Atlas人形机器人，机器人可以灵巧地平衡，甚至你如果故意推倒它，它也可以借助协调能力惊人的双足立刻稳定平衡。

这几年来，国外已经开发了许多种“开源硬件”平台，让开发者在这个平台上进行二次开发机器人。这些平台提供了大部分人形机器人的硬件部件，可以直接从网上下载源代码，然后找台3D打印机把这些部件打印出来，最后把这些部件组装成一个机器人。

另一方面，人是有血有肉、有意识、有感情的动物，光外形类似还是远远不够的，这就需要用到人工智能。人工智能已经研究了很多年，最近发生的 “人机大战”，谷歌公司开发的AlphaGo使用的其实就是一个人工设计的算法。对于围棋来说，有10的360次方的可能的下棋盘面，每下一个棋子，要从这么多的可能性中选出“最优的”一种，如果用目前最高水准的电脑去穷举运算的话，几亿年都算不完、选不出最优的棋子。所以目前已经开发了不少的“启发式”算法，这种算法可以大大减少运算时间，但是运算的准确度却不能达到100%准确。

类似这样的人工智能，除了用于下棋，更多用于医药诊断、金融贸易、法律、科学计算、玩具及各种应用软件App等。今年3月，世界四大会计师事务所之一的德勤宣布，将人工智能引入会计、税务、审计等工作中，代替人类阅读合同和文件。这也是一种人工智能的新的应用。但是，使用人工智能来进行机器人的图像识别、语音识别等，却是最恰当不过的了。

人形机器人需要能够识别人的自然语言，才能与人进行交流。但这不是一件简单的任务。20世纪90年代，研究者研发的自然语言识别算法，识别率不超过70%。一直到2012年左右，随着云计算、大数据技术的出现，才使识别率有了新的突破，达到了93%以上。这里面起作用的还有一个关键技术，那就是“深度学习”，这可以让电脑通过大数据自己训练，数据越多就会训练得越准确，识别率越高。根据专家预计，再过3年，识别率可以达到97%。

要做一个类似人的人形机器人，还需要“人工情感”和“人工意识”。加强这两个领域的研究，既会进一步推动“人工智能”发展，又能做成一个更高端、更接近人类、更具有人性的机器人。

要让机器人做到能与人类进行情感交流，要能先进行“情感识别”，理解人类情感的身体表现。人的情绪很多体现在面部表情上，面部肌肉、眼睛、鼻子等都会表达一个人的激动、怀疑、愉悦、痛苦、失望等等感情；声音语调也是一个重要的表达。如一个人在愤怒时，声调会大大提高且变得紧张；人的姿势和举止也可以反映出人的情感状态。把这些都建成数学模型，用算法编制好程序，通过处理器的实时运算，反馈到机器人的外表并显示出来。

机器人的研发和发展要比我们想象的要快。它不是仅仅跟着智能硬件或者人工智能的发展而同步发展。目前，阿里巴巴、软银、鸿海、谷歌等公司都已经投入巨资研发“人形机器人”。

机器人技术需要在三个领域得到突破——机械动作、认知和思考、传感识别。两年前，日本软银发布了世界上第一台带情感的机器人Pepper，是一个重大突破。这个身高1米21的Pepper很有意思，它可以认识家人、教英文、写日记、唱歌、跳舞、说话、玩游戏、变魔术，甚至还能算命。Pepper在一分钟内就售出了1000台，可见受到了用户极大欢迎。但是，Pepper还有很多不足，它能认识的人不超过10个，它不能搬重物、不能走楼梯，还不能扫地、做家务。它也没有双足，底部只是一个装有轮子、能360度旋转的盘子。

那种接近人类的会双足走路、会奔跑、会走楼梯、会做家务、会思考、会工作、会玩乐、有情感、会与人交流的人形机器人，预料在2030年前后会出现在我们中间，我们可以在商场里挑选，像买部汽车那样买到这样的“产品”。这种机器人有个头、有两个手、两脚或4个脚。机器人可以帮助你看病，帮助你驾车，帮助你购物、取快递、扛重物，帮助你烧饭煮菜，帮助你清扫房间、帮助照顾老人和小孩。

人类该如何与机器人相处？

从机器人得到的经济效益是非常明显的，但更重要的是对人类心理上构成的影响。人类在地球上已经存在了很久很久，并认为是这个地球上最高级、最有智慧的物种。如果把人形机器人看作是又一个具有类人智慧的新物种，那么人类的心理上怎么接受？这将会是很困难的。

除了一系列涉及到社会上、心理上、经济上的影响，还有法律上的问题。让我们想一想，机器人的拥有者是不是需要在法律上对他的机器人的行为负责？如果不是，那么未来的机器人如何来承担责任？如果有人用刀把别人刺伤了，那么他就要受到法律制裁；但是如果用刀把一个机器人刺伤了，是算犯了很轻的过失，还是根本就不算犯罪呢？

有几位写机器人的科幻作家，曾提出过需要事先用编程方法来规范机器人的行为，不让它作出损害人类的动作。这些虚拟的规则，有可能在未来变成现实。人类应该永远是机器人的主人，他掌握着把机器人“打开”或者“关闭”的权利。他可以任意存取机器人的记忆(存储器)，也可以任何时候对机器人的“大脑”重新编程。

很明显，现在阶段我们想象到的机器人，就是一个为人服务的“奴隶”。但是，当到了能够制造那种真正有感知和认知能力、有“思想”的机器人那一天，机器人的“奴隶”角色将会发生变化。到那一天，机器人不再光是个塑料、金属或者硅芯片组成的壳子，还会有利用生物打印、人工合成生物、自组装纳米科技而制造的生命体。未来这种制造科技将不但用于人类的医学，还将用于制造和修理人形机器人。

我们真的需要好好思考一下。过去的20年，我们所使用的电脑、网络设备都还只是没有知觉的机器，现在“智能化”、“智能硬件”的时代已经或者即将开启，接下来的20年内，将会出现有认知和感知能力的人形机器人，机器人将具有越来越多的“人性”。机器人可以自我迭代、自我更新、自我学习、自我纠错、自我成长。

这种创造自主行为的机器，一定意义上是自然界产生的带智慧的新物种。这些机器人将与我们共存，在这个地球上与我们同居，它们将变成一个“人工合成”的新公民。我们将不仅仅“拥有”智能科技，而且还得学会与这些“公民”一起生活和工作。科幻电影的场景，快要来到我们每个人面前，我们该做哪些准备呢？(张臣雄)