劉偉

【摘要】 “機(jī)器人”作為專有名詞加以引用只有幾十年的歷史，但是機(jī)器人的概念存在于人類的想象中已有約三千多年的歷史了。近年來，機(jī)器人的研究與應(yīng)用取得了空前的發(fā)展，機(jī)器人的時(shí)代已漸行漸近。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)提高創(chuàng)新能力、增強(qiáng)國家綜合實(shí)力、帶動(dòng)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的意義，機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用已成為塑造創(chuàng)新發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的“必爭之地”。人工智能和莫拉維克悖論是制約當(dāng)前機(jī)器人發(fā)展兩大瓶頸。當(dāng)前人工智能研究的難點(diǎn)不僅在具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，更多的是在深層次對(duì)認(rèn)知的解釋與構(gòu)建方面。莫拉維克悖論則說明，最難以復(fù)刻的人類技能是那些無意識(shí)的技能。機(jī)器人的發(fā)展也引起了一些顧慮，包括安全問題、恐怖谷理論和機(jī)器人威脅論等。當(dāng)今乃至可見的未來，人與機(jī)器人之間的關(guān)系不應(yīng)該是取代而是共存，未來的世界可能是人與機(jī)器人共在。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)器人 人工智能 莫拉維克悖論 恐怖谷 認(rèn)知科學(xué)

【中圖分類號(hào)】F752 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2016.15.003

引言

近年來，隨著高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能感知、人工智能、新材料等技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人的研究與應(yīng)用取得了空前的發(fā)展，已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入工業(yè)中，現(xiàn)在又開始進(jìn)入人們的日常生活。無論人們是歡迎還是擔(dān)憂，機(jī)器人的時(shí)代已漸行漸近。

機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)提高創(chuàng)新能力、增強(qiáng)國家綜合實(shí)力、帶動(dòng)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的意義。世界主要大國都將機(jī)器人的研究與應(yīng)用擺在本國科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略地位。2011年，美國推出國家機(jī)器人計(jì)劃（National Robotics Initiative， NRI）；2012年，韓國發(fā)布《機(jī)器人未來戰(zhàn)略2022》；2014年，歐盟啟動(dòng)“SPARC計(jì)劃”；2015年，日本發(fā)布《機(jī)器人新戰(zhàn)略》（Japan's Robot Strategy），縱觀這些主要國家的發(fā)展戰(zhàn)略，機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用已成為塑造創(chuàng)新發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的“必爭之地”。

同樣，在我國無論是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略還是“中國制造2025”戰(zhàn)略，機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都是重要內(nèi)容。今年（2016年）4月，我國發(fā)布了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016～2020年），對(duì)機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域作出總體部署，以推進(jìn)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速健康可持續(xù)發(fā)展。

機(jī)器人的定義與分類

“機(jī)器人（Robot）”一詞出現(xiàn)的歷史并不長。1921年，捷克劇作家卡雷爾·恰佩克（Karel Capek， 1890-1938）創(chuàng)作了科幻舞臺(tái)劇《羅素姆的萬能機(jī)器人》（Rossum's Univeral Robots），劇本中首次使用了機(jī)器人的英文“Robot”一詞。“Robot”這個(gè)詞來源于捷克單詞“Robota”，意為“努力工作”或“奴役”。

機(jī)器人三定律。在卡雷爾·恰佩克創(chuàng)造機(jī)器人（Robot）一詞21年后，著名科幻小說家艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）在于1942年發(fā)表的作品《我，機(jī)器人》（I， Robots）中第一次明確提出了“機(jī)器人三定律”（Three Laws of Robotics）。即：（1）機(jī)器人不得傷害人類，或因不作為（袖手旁觀）使人類受到傷害；（2）除非違背第一法則，機(jī)器人必須服從人類的命令；（3）在不違背第一及第二法則下，機(jī)器人必須保護(hù)自己。

“機(jī)器人三定律”只是一個(gè)文學(xué)概念，并不是一個(gè)嚴(yán)密科學(xué)的定律，內(nèi)部各法則之間也有對(duì)抗性，現(xiàn)實(shí)中在人工智能安全研究和機(jī)器人倫理學(xué)領(lǐng)域的很多專家并不認(rèn)可它，沒有人將它作為指導(dǎo)方案。甚至，即便在阿西莫夫自己的科幻小說里它也會(huì)出問題。但是，“機(jī)器人三定律”仍然在媒體、網(wǎng)絡(luò)和科幻愛好者群體中產(chǎn)生了廣泛的影響，很多人對(duì)機(jī)器人最初的認(rèn)識(shí)都是伴隨著“機(jī)器人三定律”而來的。

機(jī)器人的定義。各國相關(guān)組織機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)器人的定義主要有以下幾種：

（1）美國機(jī)器人協(xié)會(huì)（RIA）的定義：機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動(dòng)作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手”。

（2）日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)（JIRA）的定義：工業(yè)機(jī)器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過自動(dòng)完成各種移動(dòng)來代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器”。

（3）美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）的定義：機(jī)器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置”。

（4）國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的定義：機(jī)器人是“一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。

在我國，對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。”

機(jī)器人的分類。機(jī)器人定義上的模糊和多樣，使得機(jī)器人在分類上也有很多方法。常見的有按運(yùn)動(dòng)方式、智能程度、按機(jī)器人用途分類。

按機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式分類可以分為：固定式機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)器人又可以分為：輪式機(jī)器人、履帶式機(jī)器人、足式機(jī)器人、飛行機(jī)器人、水下機(jī)器人等。

按機(jī)器人智能程度可以分為：一般機(jī)器人、智能機(jī)器人。智能機(jī)器人根據(jù)其智能水平又可分為：傳感型機(jī)器人、半自主機(jī)器人、自主型機(jī)器人。按用途分類是根據(jù)不同的應(yīng)用行業(yè)和工作任務(wù)進(jìn)行分類，是當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)最常用也是最常見的分類方法。一般可以分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人。

機(jī)器人的歷史

盡管“機(jī)器人”作為專有名詞加以引用只有幾十年的歷史，但是機(jī)器人的概念存在于人類的想象中已有約三千多年的歷史了。

中國古代的機(jī)器人。我國古代最早關(guān)于機(jī)器人的記錄是《列子·湯問篇》中“能倡者”的故事：工匠偃師給周穆王獻(xiàn)上了一個(gè)木偶，木偶外表看起來和人類完全一樣?！侗笔贰ち袀骶砥呤弧酚涊d隋煬帝為了與寵臣柳?隨時(shí)相見，便令人模仿他的模樣造了一個(gè)“偶人”。唐朝《朝野僉載》中記載一個(gè)可以行乞的木僧，木僧可以發(fā)出聲音，寬泛的說，這可以算作具有“語音”功能的“機(jī)器人”了。

其它類似記載還有很多，如《三國志·諸葛亮傳》中的木牛流馬、《墨子·魯問》中公輸子削木為鵲的故事，等等。雖然古籍中對(duì)這些機(jī)器人的結(jié)構(gòu)并沒有詳細(xì)介紹，很有可能只是古人虛構(gòu)的作品，但卻表明了古人對(duì)機(jī)器人的豐富想象。

國外古代的機(jī)器人。國外有關(guān)機(jī)器人的記載可以追溯到古希臘，據(jù)荷馬史詩《伊利亞特》記載，火神兼匠神赫淮斯托斯（Hephaistus）創(chuàng)造出了一組金制機(jī)械助手。他的這些機(jī)械助手身體強(qiáng)健、可以說話，且非常聰明。

文藝復(fù)興時(shí)期，達(dá)·芬奇（Leonardo da Vinci）設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)械騎士，也就是著名的達(dá)芬奇機(jī)器人（Leonardo's Robot），也叫日耳曼裝甲騎士。這個(gè)機(jī)器人被設(shè)計(jì)成一個(gè)騎士的模樣，可以做出一些動(dòng)作，包括坐起、揮動(dòng)胳膊、搖頭及張閉嘴巴等。后來人們根據(jù)達(dá)芬奇的手稿，復(fù)制了達(dá)芬奇機(jī)器人。

18世紀(jì)后期，瑞士鐘表名家德羅及其兒子和徒弟，分別制造了3個(gè)小機(jī)器：寫字人偶、繪圖人偶、彈風(fēng)琴人偶?，F(xiàn)在它們還被收藏于瑞士那切特爾藝術(shù)與歷史博物館中。

近代機(jī)器人。1954年，美國發(fā)明家喬治·德沃爾（George Devol）申請(qǐng)了一項(xiàng)關(guān)于可編程通用自動(dòng)化設(shè)備的專利，德沃爾的專利第一次實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式可編程機(jī)器人，標(biāo)志著現(xiàn)代機(jī)器人工業(yè)的建立。后來，德沃爾同他的合作伙伴約瑟夫·恩格爾伯格（Joseph Engel Berger）創(chuàng)建了世界上第一家機(jī)器人企業(yè)Unimation。1962年，Norman Heroux根據(jù)上述專利制造了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人Unimate，這臺(tái)機(jī)器人首先應(yīng)用在了通用汽車的裝配生產(chǎn)線上。同年，美國機(jī)床鑄造公司（AMF）研制出了Verstran機(jī)器人，采用液壓驅(qū)動(dòng)，機(jī)械臂可以繞底座旋轉(zhuǎn)，沿垂直方向升降或沿半徑方向伸縮。它們的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由機(jī)械臂組成。Unimate和Versatran是世界上最早的工業(yè)機(jī)器人，人類社會(huì)從此邁入了機(jī)器人時(shí)代。

1960年代，傳感器開始應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。1966年，斯坦福大學(xué)研究所人工智能研究中心開始研制世界上第一臺(tái)具有自主能力移動(dòng)機(jī)器人——Shakey。Shakey于1972年研制成功，綜合了機(jī)器人學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理等方面的知識(shí)，是第一臺(tái)混合了邏輯推理和物理動(dòng)作的機(jī)器人，開創(chuàng)了許多先例。

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，人工智能開始與機(jī)器人技術(shù)結(jié)合，一方面，機(jī)器人為人工智能提供了一個(gè)很好的試驗(yàn)平臺(tái)和應(yīng)用領(lǐng)域；另一方面，人工智能也讓機(jī)器人的功能和運(yùn)行更加智能。隨著自動(dòng)控制理論、機(jī)電技術(shù)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。1974年，Cincinnati Milacron公司推出第一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，命名為“The Tomorrow Tool”，可以舉起45.36kg重的物體，并可以跟蹤裝配線上的移動(dòng)物體。1975年，IBM公司研制出一個(gè)帶有觸覺和力覺傳感器的機(jī)械手，由計(jì)算機(jī)控制，可以完成有20個(gè)零件的打字機(jī)機(jī)械裝配工作。

機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀。進(jìn)入21世紀(jì)，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展逐漸趨向成熟，而服務(wù)機(jī)器人則持續(xù)快速發(fā)展，受到越來越多的關(guān)注。在仿人機(jī)器人、仿生機(jī)器人、家用機(jī)器人等方面都取得了重要進(jìn)展。

在仿人機(jī)器人方面，日本本田公司于2000年發(fā)布了首款仿人機(jī)器人ASIMO，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和升級(jí)，2011版ASIMO已經(jīng)可以同時(shí)與多人進(jìn)行對(duì)話，遭遇其他正在行動(dòng)中的人時(shí)，ASIMO會(huì)預(yù)測(cè)對(duì)方行進(jìn)方向及速度，自行預(yù)先計(jì)算替代路線以免與對(duì)方相撞?？梢圆叫小⒈寂?、倒退走，還可以單腳跳躍、雙腳跳躍，也可以在些微不平的地面行走，甚至能邊跳躍邊變換方向。奔跑速度可以達(dá)到9km/h。它的手可轉(zhuǎn)開水瓶、握住紙杯、進(jìn)行倒水，手指動(dòng)作更纖細(xì)，甚至可以邊說話邊以手語表現(xiàn)說話內(nèi)容。

其他的人形機(jī)器人還有很多，例如波士頓動(dòng)力公司2013年發(fā)布的雙足人形機(jī)器人Atlas，它有四個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)的四肢。Atlas由航空級(jí)鋁和鈦建造，身高約6英尺（1.8米）高，重達(dá)330磅（150公斤），藍(lán)光LED照明。它配備了兩個(gè)視覺系統(tǒng)——一個(gè)激光測(cè)距儀和一個(gè)立體照相機(jī)，由一個(gè)機(jī)載電腦控制。它的手具有精細(xì)動(dòng)作技能，它的四肢共擁有28度的自由度。2013年的原型版本被系鏈到外部電源來保持穩(wěn)定，Atlas可以在崎嶇的地形行走和攀登獨(dú)立使用其胳膊和腿。Atlas參加了由國防高等研究計(jì)劃署（DARPA）舉辦的機(jī)器人挑戰(zhàn)賽，一同參加比賽的還有很多其它研究團(tuán)隊(duì)的人形機(jī)器人，它們都具有很高的研究水平。

在仿生機(jī)器人方面，與Atlas同出自波士頓動(dòng)力公司的四足仿生機(jī)器人BigDog同樣取得了巨大的成就。它沒有車輪或者履帶，而是采用四條機(jī)械腿來運(yùn)動(dòng)。機(jī)械腿上面有各種傳感器，包括關(guān)節(jié)位置和接觸地面的部位。它還有一個(gè)激光回轉(zhuǎn)儀，以及一套立體視覺系統(tǒng)。BigDog有1米長，0.7米高，75千克重，幾乎相當(dāng)于一頭小騾子的體積。目前能夠以每小時(shí)5.3公里的速度穿越粗糙地形，并且負(fù)載154千克的重量。它還能夠爬行35度的斜坡。其運(yùn)動(dòng)是由裝載在機(jī)身上的計(jì)算機(jī)控制的，這臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠接收機(jī)器上各種傳感器傳達(dá)的信號(hào)，導(dǎo)航和平衡也由這個(gè)控制系統(tǒng)控制。

在醫(yī)療機(jī)器人方面，2000年左右研制成功并使用的達(dá)芬奇外科手術(shù)系統(tǒng)（Leonardo Da Vinci surgical robot）是一種高級(jí)機(jī)器人平臺(tái)，它可以通過使用微創(chuàng)的方法，實(shí)施復(fù)雜的外科手術(shù)。它由三部分組成：外科醫(yī)生控制臺(tái)、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)。達(dá)芬奇機(jī)器人的使用，使手術(shù)精確度大大增加，術(shù)后恢復(fù)加快，并減少了醫(yī)護(hù)人員的工作量。

在家用服務(wù)機(jī)器人方面，自20世紀(jì)末研制出第一臺(tái)掃地機(jī)器人以來，已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展。掃地機(jī)器人是服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域里面產(chǎn)業(yè)化程度最高和應(yīng)用最多的機(jī)器人，其技術(shù)也從之前的隨機(jī)清掃方式進(jìn)化到路徑規(guī)劃式清掃，為人們的生活帶來了巨大的便利。

機(jī)器人與人工智能

機(jī)器人，特別是未來的智能機(jī)器人不應(yīng)僅是信息、控制、生物、材料、機(jī)械等科學(xué)技術(shù)的融合與結(jié)晶，更可能是集科技、人文、藝術(shù)和哲學(xué)為一體的“有機(jī)化合物”，是各種“有限理性”與“有限感性”疊加和激蕩的結(jié)果。未來智能機(jī)器人的發(fā)展與人工智能密不可分，同時(shí)人工智能也是制約當(dāng)前機(jī)器人科技發(fā)展的一大瓶頸。

和機(jī)器人一樣，人工智能也“有一個(gè)漫長的過去，但只有短暫的歷史”。它的起源可以追溯到文藝復(fù)興，17世紀(jì)，萊布尼茲、托馬斯·霍布斯和笛卡兒等人開始嘗試將理性的思考系統(tǒng)化為代數(shù)學(xué)或幾何學(xué)那樣的體系。這些哲學(xué)家已經(jīng)開始明確提出形式符號(hào)系統(tǒng)的假設(shè)，而這也成為后來人工智能研究的指導(dǎo)思想。19世紀(jì)，劍橋大學(xué)的查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage）建造差分機(jī)開始嘗試用機(jī)器來自動(dòng)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。第一、二次世界大戰(zhàn)大大加快了人工智能發(fā)展的進(jìn)程，圖靈機(jī)的提出激發(fā)了科學(xué)家們探討讓機(jī)器人思考的可能。1956年達(dá)特茅斯會(huì)議第一次提出以“人工智能（Artificial Intelligence）”一詞作為本領(lǐng)域的名稱，并斷言“學(xué)習(xí)的每一方面或智能的任何其他特性都能被精確地加以描述，使得機(jī)器可以對(duì)其進(jìn)行模擬”。這把人工智能領(lǐng)域的研究范圍擴(kuò)展到了人類學(xué)習(xí)、生活、工作的方方面面。目前人工智能不但包括生理、心理、物理、數(shù)理等自然科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)，而且涉及到哲學(xué)、倫理、藝術(shù)、教理等人文藝術(shù)宗教領(lǐng)域的道理。

1997年5月11日，IBM“深藍(lán)”的電腦擊敗了國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫的人腦，證明了在有限的時(shí)空里“計(jì)算”可以戰(zhàn)勝“算計(jì)”，進(jìn)而論證了現(xiàn)代人工智能的基石條件（假設(shè)）：物理符號(hào)系統(tǒng)具有產(chǎn)生智能行為的充分必要條件（Newell and Simon， 1976）是成立的。2016年3月，Google AlphaGo在首爾以4：1的比分戰(zhàn)勝了圍棋世界冠軍李世石九段，更是引發(fā)了人工智能將如何改變?nèi)祟惿鐣?huì)生活形態(tài)的話題。當(dāng)前人工智能的概念似乎有些過熱，雖然過去幾十年中人工智能已經(jīng)取得了令人矚目的成就，但實(shí)際上我們發(fā)現(xiàn)人工智能都還僅能應(yīng)用在諸如語音識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理等單一領(lǐng)域，當(dāng)前人工智能水平的提升還只是量變，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到質(zhì)變的標(biāo)準(zhǔn)。

人工智能是人類發(fā)展到一定階段自然產(chǎn)生的一門學(xué)科，包括人、機(jī)與環(huán)境三部分，所以人工智能也可以說成人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)交互方面的一種學(xué)問。飽含變數(shù)的人機(jī)環(huán)境交互系統(tǒng)內(nèi)，存在的邏輯不是主客觀的必然性和確定性，而是與各種可能性保持互動(dòng)的同步性，是一種可能更適合人類各種復(fù)雜的藝術(shù)過程的隨機(jī)應(yīng)變的能力，而這種能力恰恰是當(dāng)前人工智能所欠缺的地方。

當(dāng)前人工智能研究的難點(diǎn)不僅在具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，更多的是在深層次對(duì)認(rèn)知的解釋與構(gòu)建方面，而研究認(rèn)知的關(guān)鍵則在于自主和情感等意識(shí)現(xiàn)象的破解。然而由于意識(shí)的主觀隨意和難以捉摸等特點(diǎn)，與講求邏輯實(shí)證與感覺經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證判斷的科學(xué)技術(shù)有較大偏差，使其長期以來難以獲得科技界的關(guān)注。但現(xiàn)在情況正逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變：研究飄忽不定的意識(shí)固然不符合科技的尺度，但把意識(shí)限制在一定情境之下呢？人在大時(shí)空環(huán)境中的意識(shí)是很難確定的，但在小尺度時(shí)空情境下的意識(shí)卻可能是有一定規(guī)律的。

實(shí)際上，目前以符號(hào)表征、計(jì)算的計(jì)算機(jī)虛擬建構(gòu)體系是很難逼真反映真實(shí)世界的（數(shù)學(xué)本身并不完備），而認(rèn)知科學(xué)的及時(shí)出現(xiàn)不自覺地把真實(shí)世界和機(jī)器建構(gòu)之間的對(duì)立統(tǒng)一了起來，圍繞是（Being）、應(yīng)（Should）、要（Want）、能（Can）、變（Change）等節(jié)點(diǎn)展開融合進(jìn)而形成一套新的人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)交互體系。

機(jī)器人與莫拉維克悖論

制約當(dāng)前機(jī)器人發(fā)展的另一瓶頸是莫拉維克悖論。

在機(jī)器人的發(fā)展中出現(xiàn)了一個(gè)與人們常識(shí)相佐的現(xiàn)象：讓計(jì)算機(jī)在智力測(cè)試或者下棋中展現(xiàn)出一個(gè)成年人的水平是相對(duì)容易的，但是要讓計(jì)算機(jī)有如一歲小孩般的感知和行動(dòng)能力卻是相當(dāng)困難甚至是不可能的（It is comparatively easy to make computers exhibit adult level performance on intelligence tests or playing checkers， and difficult or impossible to give them the skills of a one-year-old when it comes to perception and mobility.）。這便是在機(jī)器人領(lǐng)域著名的莫拉維克悖論。

莫拉維克悖論（Moravec's paradox）由漢斯·莫拉維克（Hans Moravec）、羅德尼·布魯克斯（Rodney Brooks）、馬文·閔斯基（Marvin Minsky）等人于20世紀(jì)80年代提出。莫拉維克悖論指出：和傳統(tǒng)假設(shè)不同，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)邏輯推理等人類高級(jí)智慧只需要相對(duì)很少的計(jì)算能力，而實(shí)現(xiàn)感知、運(yùn)動(dòng)等低等級(jí)智慧卻需要巨大的計(jì)算資源。

語言學(xué)家和認(rèn)知科學(xué)家史迪芬·平克（Steven Pinker）認(rèn)為這是人工智能研究者的最重要發(fā)現(xiàn)，在“The Language Instinct”這本書里，他寫道：經(jīng)過35年人工智能的研究，人們學(xué)到的主要內(nèi)容是“困難的問題是簡單的，簡單的問題是困難的”。四歲小孩具有的本能——辨識(shí)人臉、舉起鉛筆、在房間內(nèi)走動(dòng)、回答問題等，事實(shí)上是工程領(lǐng)域內(nèi)目前為止最難解的問題。隨著新一代智慧設(shè)備的出現(xiàn)，股票分析師、石化工程師和假釋委員會(huì)都要小心他們的位置被取代，但是園丁、接待員和廚師至少十年內(nèi)都不用有這種擔(dān)心。

與之相似，馬文·閔斯基強(qiáng)調(diào)，對(duì)技術(shù)人員來說，最難以復(fù)刻的人類技能是那些無意識(shí)的技能。總體上，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，一些看起來簡單的動(dòng)作比那些看起來復(fù)雜的動(dòng)作要更加難以實(shí)現(xiàn)。

在早期人工智能的研究里，當(dāng)時(shí)的研究學(xué)者預(yù)測(cè)在數(shù)十年內(nèi)他們就可以造出思考機(jī)器。他們的樂觀部分來自于一個(gè)事實(shí)，他們已經(jīng)成功地使用邏輯來創(chuàng)造寫作程序，并且解決了代數(shù)和幾何的問題以及可以像人類棋士般下國際象棋。正因?yàn)檫壿嫼痛鷶?shù)對(duì)于人們來說通常是比較困難的，所以被視為一種智慧象征。他們認(rèn)為，當(dāng)幾乎解決了“困難”的問題時(shí)，“容易”的問題也會(huì)很快被解決，例如環(huán)境識(shí)別和常識(shí)推理。但事實(shí)證明他們錯(cuò)了，一個(gè)原因是這些問題是其實(shí)是難解的，而且是令人難以置信的困難。事實(shí)上，他們已經(jīng)解決的邏輯問題是無關(guān)緊要的，因?yàn)檫@些問題是非常容易用機(jī)器來解決的。

根據(jù)當(dāng)時(shí)的研究，智慧最重要的特征是那些困難到連高學(xué)歷的人都會(huì)覺得有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，例如象棋、抽象符號(hào)的統(tǒng)合、數(shù)學(xué)定理證明和解決復(fù)雜的代數(shù)問題。至于四五歲的小孩就可以解決的事情，例如用眼睛區(qū)分咖啡杯和一張椅子，或者用腿自由行走，又或是發(fā)現(xiàn)一條可以從臥室走到客廳的路徑，這些都被認(rèn)為是不需要智慧的。

在發(fā)現(xiàn)莫拉維克悖論后，一部分人開始在人工智能和機(jī)器人的研究上追求新的方向，研究思路不再僅僅局限于模仿人類認(rèn)知學(xué)習(xí)和邏輯推理能力，而是轉(zhuǎn)向從模仿人類感覺與反應(yīng)等與物理世界接觸的思路設(shè)計(jì)研發(fā)機(jī)器人。莫拉維克悖論的發(fā)現(xiàn)者之一Rodney Brooks便在其中，他決定建造一種沒有辨識(shí)能力而只有感知和行動(dòng)能力的機(jī)器，并稱之為Nouvelle AI。雖然他的研究早在1990年代就開始了，但是直到2011年其Baxter機(jī)器人還是不能像裝配工人那樣自如地拿起細(xì)小的物件。

莫拉維克悖論對(duì)應(yīng)的是機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和感知系統(tǒng)，而人工智能則對(duì)應(yīng)于機(jī)器人的控制和信息處理中樞。如果把人工智能對(duì)應(yīng)于機(jī)器人的大腦，那么莫拉維克悖論對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制和感知系統(tǒng)則對(duì)應(yīng)于機(jī)器人的小腦。只有大腦小腦系統(tǒng)發(fā)展，機(jī)器人才能更好的服務(wù)人類。

機(jī)器人的社會(huì)問題

安全問題。機(jī)器人作為一個(gè)設(shè)備為人類工作服務(wù)有一個(gè)前提，那就是安全。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)有了相對(duì)完善、成熟的安全標(biāo)準(zhǔn)體系。在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域各國都缺乏相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2014年2月正式發(fā)布了ISO13482安全標(biāo)準(zhǔn)，這是服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的第一個(gè)國際安全標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)良好的開端，ISO13482包含移動(dòng)仆從機(jī)器人、載人機(jī)器人、身體輔助機(jī)器人三大類服務(wù)機(jī)器人的基本安全要求。

服務(wù)機(jī)器人的安全不僅包括傳統(tǒng)的硬件安全如電氣安全等，還包括軟件安全，機(jī)器人的軟件安全與人們熟悉的計(jì)算機(jī)軟件安全還有不同，雖然計(jì)算機(jī)軟件失控或遭受攻擊后也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的損失，但它僅存在于虛擬空間，不直接對(duì)物理世界產(chǎn)生作用。但機(jī)器人系統(tǒng)的軟件安全則不同，機(jī)器人的軟件系統(tǒng)可以控制其硬件作出各種動(dòng)作，會(huì)對(duì)真實(shí)物理空間產(chǎn)生直接影響，一旦自身失控或遭受攻擊被人控制，可能就會(huì)對(duì)使用者造成直接的人身傷害。目前機(jī)器人軟件安全研究還比較少，也沒有機(jī)器人專用的安全防護(hù)軟件或方案，這可能會(huì)導(dǎo)致極大的安全隱患，應(yīng)引起人們的重視。

恐怖谷理論。1970年，日本機(jī)器人專家森正弘（Masahiro Mori）提出了機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)著名的理論——恐怖谷理論（The Uncanny valley），“恐怖谷”一詞最早由Ernst Jentsch于1906年在其論文《恐怖心理學(xué)》中提出，后又于1919年被弗洛伊德在論文《恐怖谷》中闡述，成為心理學(xué)領(lǐng)域一個(gè)著名的理論。森正弘的恐怖谷理論是一個(gè)關(guān)于人類對(duì)機(jī)器人和非人類物體感覺的假設(shè)。森正弘的假設(shè)指出，隨著機(jī)器人在外表、動(dòng)作上與人類越來越像，人類會(huì)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生正面的情感；但若到了某一特定程度，人類對(duì)機(jī)器人的反應(yīng)會(huì)變得極為負(fù)面。哪怕僅僅是很小的一點(diǎn)差別，都會(huì)使人覺得非常刺眼，甚至使整個(gè)機(jī)器人顯得非常僵硬恐怖，使人有面對(duì)行尸走肉的感覺。但當(dāng)機(jī)器人與人類的相似度繼續(xù)上升時(shí)，直至達(dá)到普通人之間的相似度時(shí)，人類對(duì)機(jī)器人的情感反應(yīng)會(huì)再度回到正面。“恐怖谷”一詞用以形容人類對(duì)跟他們相似到特定程度之機(jī)器人的排斥反應(yīng)。而“谷”就是指在研究里“好感度對(duì)相似度”的關(guān)系圖中，在相似度臨近100%前，好感度突然墜至反感水平，回升至好感前的那段范圍。

機(jī)器人威脅論?！皺C(jī)器人威脅論”伴隨著機(jī)器人發(fā)展的始終，其歷史甚至比現(xiàn)代機(jī)器人還要長。早在1921年，卡雷爾·恰佩克提出“機(jī)器人（Robot）”一詞的那部劇本的結(jié)局就是機(jī)器人反抗并消滅了人類。后來，“機(jī)器人威脅論”更是成為科幻小說或科幻電影永恒的題材之一。最近幾年，科技圈的一些大佬們也紛紛警告機(jī)器人或人工智能將會(huì)帶來的威脅，著名企業(yè)家艾倫·馬斯克認(rèn)為人工智能的危險(xiǎn)性甚至大于核武器。物理學(xué)家霍金則警告說，人工智能可能會(huì)招致人類末日。就連比爾·蓋茨也建議要小心管理數(shù)碼形態(tài)的“超級(jí)智能”。

但現(xiàn)實(shí)是，目前的機(jī)器人技術(shù)距離真正的“智慧”還差的很遠(yuǎn)，已有的所謂“智能機(jī)器人”幾乎都是表面性的，主要還是以科研或娛樂為主。目前大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的基本只有工廠里的機(jī)械臂和家里爬行的吸塵器。如果把機(jī)器人智能水平分成四個(gè)等級(jí)：功能、智能、智力、智慧。那么目前的機(jī)器人大部分都處在功能階段，有少部分實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品可能達(dá)到智能。終結(jié)者（Terminator）們還只不過是好萊塢電影里面的角色而已。

現(xiàn)在，無論是小說還是電影中科幻世界還是我們所在的物理世界，機(jī)器人都越來越聰明了，越來越有“人性”了，在一些方面逐漸接近人類，在另一些方面則逐漸超越人類。于是人們?cè)絹碓綋?dān)心科幻電影中的世界有一天會(huì)變成事實(shí)，但拋去所有的幻想與浮躁，真實(shí)的情況到底是怎樣的？縱觀歷史，每次新技術(shù)的出現(xiàn)都會(huì)引起人們的恐慌與反對(duì)，但我們不是每次都安然度過并開始享受這些技術(shù)帶來的便利了嗎？從遠(yuǎn)古的刀、箭到現(xiàn)在的汽車、飛機(jī)、核能，這些都是工具，其本身并沒有善惡屬性，真正能決定其用途或善惡的，是背后的使用者。一項(xiàng)新的技術(shù)，如果對(duì)人們的幫助遠(yuǎn)大于危害，那我們就應(yīng)該正面、積極的對(duì)待它，防范可能的不當(dāng)使用，然后繼續(xù)向前進(jìn)。

結(jié)束語

有人說，機(jī)器人是個(gè)哲學(xué)問題，這在某種程度上是有道理的，因?yàn)椤拔覀兡芊裨跈C(jī)器身上再現(xiàn)人類的智能”和“我們能否與真正的智能機(jī)器人和平相處”，在某些意義上不僅是技術(shù)問題，也是哲學(xué)問題。當(dāng)今乃至可見的未來，人與機(jī)器人之間的關(guān)系不應(yīng)該是取代而是共存，未來的世界可能是人與機(jī)器人共在：相互按力分配、相互取長補(bǔ)短，共同進(jìn)步，相互激發(fā)喚醒，有科有幻，有情有義，相得益彰……

責(zé) 編/鄭韶武

Abstract： It has been only a few decades since robot was first referred to as a proper noun， yet it has been about three thousand years since the idea of robot existed in human imagination. In recent years， robot research and application has achieved unprecedented development， and the robot age is drawing near. The robot industry has great significance in improving innovation ability， enhancing comprehensive national strength， and promoting the overall economic development， so robotic technology and its application has become the “battleground” for nurturing new advantages in innovation and development. Artificial intelligence and Moravec's paradox are the two major bottlenecks restricting the current development of robots. At present， the difficulty of artificial intelligence research is not only in the realization of the specific technology， but m·ore importantly， in the interpretation and construction of cognition in the deep level. Moravec's paradox shows that human skills that are most difficult to be replicated are those unconscious ones. Robot development has also caused some concerns， including security issues， the Uncanny Valley Theory， and the threat of robots and so on. Today and until the foreseeable future， the relationship between the humans and the robots should be coexistence rather than replacement， they may coexist in the future world.

Keywords： robot， artificial intelligence， Moravec's paradox， the Uncanny Valley Theory， cognitive science