IT时报 -V3 特别报道-
3特别报道
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  • ·逼真的仿生机器人,与人类做朋友还要等多久?

逼真的仿生机器人,与人类做朋友还要等多久?

  

IT时报记者潘少颖李蕴坤
  能潜入深海的“彩虹鱼”、能飞檐走壁的“壁虎”、能绝对服从主人命令的“莱卡狗”……尽管人类已经借助科技的力量改造了世界,但许多技能仍然为人类所不拥有,近年来,仿生科技快速发展,从蜘蛛到鸟类,从章鱼到蟑螂,各种生物为技术进步提供了源源不断的灵感,仿生科技也成为机器人技术发展最快的领域之一。
“鱼”“壁虎”“狗”齐登场
  世界人工智能大会国际智能机器人前沿峰会的暖场表演很特别,首先出场的是一条“鱼”——“彩虹鱼”海洋深潜器模型,它可以载着科学家们进入海洋深处,前往海底现场直接观察海底状况,分析深海环境,还可操作机械手进行特种作业。据“彩虹鱼”总设计师、西湖大学工学院深海技术研究中心主任崔维成介绍,“彩虹鱼”万米级载人潜水器还在研制阶段,它将有强大的“心肺功能和抗压能力”,能潜入11000米的深渊秘境。
  接着出场的是一只“壁虎”,展示了“飞檐走壁”的轻功绝技。“壁虎是大自然中最敏捷的全空间运动专家,它在墙面上的稳定运动,对光滑表面极强的适应能力启发了壁虎机器人的设计。”南京航空航天大学仿生结构研究所所长戴振东介绍,壁虎机器人使用仿生干黏附材料,实现机器人对墙面的黏附。结合先进的机器人运动控制技术,机器人像壁虎一样在墙面上自由运动,可以运用在大楼清洗检测、空间站巡检、密闭空间检测等领域。
  压轴表演的是国内足式机器人新“宠”、来自杭州宇树科技的四足机器人——“莱卡狗”。前进后退、左右侧移、原地转弯、匍匐前行、上下斜坡……听主持人的口令,莱卡狗各种动作都做得自如、从容。此前,8只“莱卡狗”曾合力拖动了一辆载人面包车,它可应用于安防巡逻、勘探搜救、特种应用等领域。
为复杂环境而生的机器蛇
  “研究生物智能最重要的方向就是生存,生物怎么生存?怎么去适应环境?靠的就是移动。”日本立命馆大学教授马书根说。
  蛇依靠细长身体的蜿蜒运动推动自身高速运动,因此,蛇形机器人开创了仿生机器人一个新的研究领域,克服轮式机器人和腿式机器人的缺点,在多种环境中运动。20世纪70年代,第一条蛇形机器人在日本问世。
  在视频展示里,记者看到8条机器蛇在地面上交织扭动,“群蛇乱舞”的场面尽管让人头皮发麻,但速度和灵活度都颇为壮观。
  蛇的大脑很小,身体却很长,怎样从仿生的角度去控制它?怎么分析机器蛇的动作?马书根开始思考能不能不通过计算让机器蛇简单地适应环境。常规机器蛇最大的特点就是对环境的高度适应性,通过更改运动模式就能迅速对新环境做出响应。例如在一次管道实验中,机器蛇就成功穿行了14个弯道。
  蛇的生物特性还能激发研究者的哪些灵感?马书根现在研究水陆两栖的蛇形机器人,这种机器蛇不仅能够蜿蜒行至岸边,下到水里游完一圈后还会自动回到岸上。
需要更多能的“利他”机器人
  与人工智能技术融合,仿生机器人也逐步与产业紧密融合。但是,产业需求是复杂的,因此,仿生机器人还有很长的路要走。
  在崔维成看来,传统的深海装备技术已经走到顶点,新技术需要吸收鱼类的优良性能并把人工智能、3D打印技术等应用到深海装备领域。“目标是不但让鱼认不出来,最好还可以让真鱼都听‘假鱼’的话。要让机器鱼摸清鱼世界的交流,然后当‘鱼领队’。”
  在实验室里搭建了壁虎生存环境、并观察了上百条壁虎行为的戴震东也表示,目前,对于壁虎机器人的研究还没有达到最高点,壁虎的很多特性还没有完全提取出来,“比如,在不规则的表面,壁虎是如何运动的;如果让壁虎四脚朝天,它会如何翻身,这些都是接下去要研究的课题。”
  归根到底,技术研究是为了赋能实际工程。马书根指出,当下的机器人技术与应用市场之间存在产学界间发展需求不一致以及动作大、产出小等问题。为此,他呼吁业界重点研发以需求为驱动、以用途为基础、以市场为导向且能够解决实际问题的机器人。虽然生物智能的方向是生存,但动物的生存本能是“自私”,如何研发具备“利他”行为的机器人,也是业界需要思考的课题。