机器人新引擎，智能时代真的要来了！

      导读

      人工智能是国际科研领域的最前沿，不但已经成为当前国际科技竞争的重要技术之一，也是判断一个国家创新能力的重要性标志。百度公司CEO、“千人计划”专家李彦宏两会提案设立“中国大脑”计划，使人工智能这一话题再次被推到聚光灯下。当今的中国大地，机器人被炒得火热，有资本的企业投资机器人、并购机器人企业，各地政府也纷纷建立机器人产业园。人们不禁要问，机器人到底在下一代工业革命中起什么作用，中国如何发展机器人产业？在眼下，这已经成为一个不可不谈的话题。

      习近平总书记将机器人革命提到工业革命的高度来看待，在2014年6月9号的两院院士的大会上他提到：“‘机器人革命’有望成为‘第三次工业革命’的一个切入点和重要增长点，将影响全球制造业格局，而且我国将成为全球最大的机器人市场。国际上有舆论认为，机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。机器人主要制造商和国家均纷纷加紧布局，抢占技术和市场制高点。我们不仅要把我国的机器人水平提高上去，而且要尽可能多地占领市场。”

      中国人工智能学会理事长、中国工程院院士李德毅在以《机器人革命真的来了》为主题的报告中说：“泛在的传感器、泛在的移动互联网、泛在的云计算造就的大数据时代，跨界碰撞和开放创新的智能产业将迎来爆发式增长。学科交叉加速，产业前沿延伸，新兴商业涌现，传统意义的学科界别、产业界别、商业界别日趋模糊。包括机器人在内的许多“四不像”的技术、产品、学科、产业和商业，也许成为创新的主要形态，正是它们造就了现代社会的时代特征。跨界碰撞和开放创新造就的智能机器人产业，使得大量产业工人、文秘人员、医生、服务员将升级转型成为工业机器人和服务机器人的创造者、管理者或者使用者。机器人革命的到来，或许是我们抓住历史机遇的重要契机。”可见，发展机器人已是大势所趋。

      一、重新思考机器人定义：人工大脑+柔性运动的机器人类

      未来机器人到底是一个什么样的机器？1914年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，具有通用性和灵活性，这也是世界上第一台真正意义上的机器人。但自真正的机器人问世，整整一百年来，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有统一。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。更根本的原因是机器人涉及到了人的概念，成为了一个难以回答的哲学问题。

      我国对于机器人的定义：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如：感知、规划、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。从机器人的运动开始，将定义成机器或者是工具，但这并不是完整的机器人。“人工大脑的出现，使人们意识到，机器人将有可能像另一种机器人类一样，与人类相伴共生，甚至相互竞争。在机器人定义上，我们必须抓住其精髓。这里要强调的本质是：机器人具有人类的大脑和超越人类的体能。如果这样定义机器人，机器人就不再是机器或工具，而是另一种机器人类了。那么机器人的种类、范围将大大的延伸或扩展。任何具有运动机构的机器并且具有类此人工大脑的智能，都可以被称为机器人。天上飞的无人机，水下游的水中蛟龙，人体内可自动蠕动的纳米级“靶向探测”机器人，连续生产过程中的“纳米催化机器人”，机器人可以深入到各个领域、各个角落。

      二、下一次工业革命的新引擎---智慧机器人

      人类经过第一、二工业革命产生了蒸汽机、内燃机和发电机（这是能源机），经过第三工业革命产生了计算机和互联网（这是信息机），下一次工业革命，就要产生能源和信息融合在一起的机器，这就是德国工业4.0讲的信息物理融合系统（CPS）。人类将迎来以信息物理融合系统（CPS）为基础，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。第四次工业革命的标志物信息物理融合系统（CPS）的核心是智能，它标志着人类将进入了智能时代。而地球进化到今天最高智能的代表是人类大脑，当人类跨入智能时代，人类就要创造新的智能机器，解决前几次革命没有解决的人类社会面临的根本问题。

      智慧机器人是下一次工业革命的新引擎。一个真正代表“智能工业革命“的特征机，应当是一个以“智能机器人”为核心的泛在智能体系：在这个体系里，智能机器人不但要有高度的智能，而且还要具有应有的社会群体属性。而综合研究智能机器人的群体属性和群体智能，恰恰符合中华民族的集体文化基因。因此，研究和开发下一代智能机器人，不能只研究当前定义的“智能机器人”，还应当研究更高境界的“智慧机器人”，即拥有大智慧且“与人类友好、与环境共生”的“好人机器人”。

      三、智慧机器人的特征描述

      “智慧机器人”应当是自下而上的分布式/分层次递增的智能体系。智慧机器人的智能由四个层次组成，分别是：存在于底层嵌入式控制器的泛在智能，它的功能相当于人的神经末梢和神经中枢；存在于上位机核心控制器的经验智能，相当于人的小脑；存在于上位机操作系统的交互智能，相当于人的大脑；存在于云大脑中的群体智能，相当于集体智慧，或者说“群脑”；将智能机器人，与具有智能传感器或智能终端的物理空间进行有机结合，可以演化成泛在智能空间。

      “智慧机器人”，以具有“互感、互智、互动”特征的“泛在智能体”为基本载体；以具有仿照人类智能，通过群智，把智能提升到智慧水平为核心特征；以具有与物理空间互动、并演化成泛在智能空间为行为特性。其主要特征包括：

      通过集智过程产生大智慧。通过不断主动探索，与现实世界这一复杂系统不断互动，“群体智能”持续累积，超过临界点时，将涌现出一种超越经验的超验智能，就是智慧；善于集中“群体智慧”，在复杂环境中，“化繁为简”的去解决复杂问题的超群智能，就是大智慧。

      通过“互智互动”产生好品质。通过仿人类大脑作用机理的神经递质的行为激励，与神经网络相互作用，在人和机器人的“互智互动”过程中，对机器人的良好行为反复强化，逐步形成机器人的好习惯和对人类和环境友好的品质。

      通过组合创新形成“刚柔相济”的能力。通过新仿生材料的人工肌肉、柔性可变形的模块化本体结构、冗余自由度的最小势能和能量回馈、遍布全身的神经网络与手臂、腿脚的融合，组成一个既有类人“柔性”又有机器超强能力的智能机体。

      通过泛在智能体无时无处不在。泛在智能体的广泛部署形成了原始的智能互动空间，机器人本体的移动和手臂运动扩展了行为空间，通过互联网、物联网、能源互联网将群体智能的协同效应共享到整个活动空间，这大大提升了群智网络智能可达空间，机器人协同物理空间一起，将形成一个包括机器人在内的，节约能源、节约资源，对环境友好，对人友好的无时无处不在的泛在智能空间。

      综上所述，智慧机器人的发展是一个智能水平不断提高、应用领域不断推广、核心技术不断深化的过程；最终形成的智慧机器人具有“泛在、群智、友好”的三大关键特征。

      中国社会的人口老龄化正在到来，目前中国人口中超过60岁的占13%，即将接近15%，而人口的出生率则越来越低。中国的劳动力将越来越少，没有机器人，社会发展会面临困境。日本的发展是一个典型，日本老龄化问题十分严重，因此日本成为了“机器人王国”，所以发展机器人产业是国家战略。而另一层面，中国过去三十年以资源、廉价劳动力带动的发展引发的问题十分严重。要解决这些问题，我们不能再重复大工业时代“先污染后治理”的老路，必须在新的技术革命中去解决这些问题。

      发展机器人产业也体现了中国的国家意志。中国已经是经济大国、军事大国，但我们并非科技强国，机器人的发展能带动科技的进步，从技术层面壮大中国。作为社会主义社会，人人为我、我为人人是社会发展的大方向。机器人产业能带来劳动力的解放，使人独立于其他人，使社会更趋向于公平。可以预见，机器人将会成为未来社会发展的新引擎，从各方面改变生产生活方式和社会关系，助力中国梦的早日实现。