从自动化到自主,真正的机器人会站起来吗?

IT科技作者 / 世界之声 / 2025-07-21 23:45
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    正如您所看到的,蓝色标准规定,即使有汽车的辅助,人类驾驶员也必须仍然处于控制之中,而绿色标准规定(主要是)汽车能够

  

  正如您所看到的,蓝色标准规定,即使有汽车的辅助,人类驾驶员也必须仍然处于控制之中,而绿色标准规定(主要是)汽车能够做出所有必要的决定。

  我们今天拥有的大多数现实世界的机器人都处于光谱的蓝色一侧。这就是为什么我使用术语“自动化”和“自主”来区分机器人的能力。虽然这两个词听起来很相似,但它们的区别如下:

  自动化系统遵循预定义的规则来执行特定的任务。

  自主系统可以独立运行,做出决策,并适应新的情况。

  今天,我认为,大多数机器人仅仅是在现实世界中具有某种程度运动的自动化设备。它们执行一系列步骤,可能根据某些标准进行修改。(例如,3D打印机在耗材耗尽时将停止打印,只有在加载更多材料时才会恢复打印。)自主设备包括C-3PO、Mr. Data、T-800,以及亚马逊梦想中的无人送货机器人。

  现在,我们在自动化方面做得非常非常好。自主的,不是那么多。但我们已经接近了。

  如今的机器人,尽管不像数据先生那样多才多艺,但总体来说还是相当有用和实用的。

  这些机器人包括工业机器人、医疗机器人、军事和国防机器人、家庭机器人、娱乐机器人、太空探索和维护机器人、农业机器人、零售机器人、水下机器人以及帮助人们远程参与活动的远程呈现机器人。

  我个人的兴趣一直集中在制造商和爱好者可用和可访问的机器人上,这些机器人可以使个人能够构建,设计和原型项目,以前只有那些拥有充满制造机械的商店才能实现。

  我说的是3D打印机,它可以从熔化的塑料层中制造物体;CNC设备,经常切割、雕刻和移除木材或金属来创造物体;激光切割机,这是理想的标志切割,雕刻,并制造非常详细的零件和电路板;甚至还有乙烯基切割机,用于在复杂的图案中仔细切割轻质柔韧材料。

  这些机器是用CAD软件编程来定义——也就是设计——正在建造的物体。然后,这些设计被转换成一系列的动作指令,指导机器进行重复的、复杂的动作。

  例如,我使用CNC制作了一系列相同的定制整理架,用于存放零件。

  在我设计和组装这个整理器的过程中,这个机器人变成了一个力量倍加器,它雕刻出精确的支架特征,这个过程远远超出了我的木工技能,因为我的木工技能主要局限于钉钉子和拧螺丝。

  如今的机器人具有巨大的动态范围,从儿童的学习玩具到像亚马逊智能仓库这样极其复杂和庞大的东西。这些仓库每个都包含数千个机器人,但由于它们都相互协作,整个仓库本身就可以被视为一个巨大的机器人。

  让我们回到自动化机器人与自主机器人的讨论上来。自动化机器人可以完成一系列任务,通常由人类操作员监督(或至少定期检查)。

  我的3D打印机就是一个很好的例子。当我在CAD软件中创建一个设计,然后将该设计转换为gcode时,我创建的是一系列运动指令。说明指定打印头的X和Y位置,以及挤出机需要多高才能考虑到不断添加的层。说明书还规定了挤出机的温度,决定了塑料融化到前一层的速度和平滑程度。

  通常,我会先提取指纹然后用摄像头监控。在不太罕见的情况下,打印失败了,或者打印机决定把熔化的塑料喷到空气中,我通常会很快抓住它,冲进Fab实验室,取消打印。打印机是自动的——它会按照指令操作——但这个过程并不是自动的。

  较新的打印机加入了一些人工智能:摄像头将图像输入处理器,处理器使用一些机器学习来检查每张图像,并确定是否存在故障情况。虽然机器无法修复这些故障,但机器学习可以关闭这一过程,防止材料损失和可能的安全隐患。

  当你参观亚马逊的工厂时,你会看到更多的机器人。有搬运机器人沿着地板移动,运送产品。其中大多数都是自动化的,而不是自主的。但亚马逊极其复杂的输送系统确实有智能成像系统,可以在产品经过时对其进行观察,并对经过的物品做出一些决定。在这里,我们开始看到越来越多的管理在没有人类监督的情况下进行。

  我有一架无人机,它也表现出一些自主行为。如果我通过手持控制器指挥它,把它发送到无线电范围之外,无人机就会自己接管。它会画出一条路线返回原点,然后反转路线,避开树木和电线等障碍物,然后在没有任何互动的情况下将自己带回家。当它感觉到电池电量不足而无法继续飞行时,它也会做出同样的行为。

  在这三个例子(人工智能辅助3D打印机监控、仓库输送机监控和返航)中,我们看到了作为自动化系统延伸的自主行为。我认为这就是我们将看到自动驾驶功能推出的方式。它们可以根据不同的情况使用,直到越来越多的情况被考虑在内。

  最终,你可以爬进车里,在车载着你去离办公室最近的星巴克的时候多睡45分钟。但正如我们之前讨论过的SAE自动驾驶等级图表所显示的那样,5级是一个很大的进步。在这一点上,我们相信车辆能够处理任何和所有的道路状况,并做出智能、谨慎、快速和安全的反应。大多数专家认为,我们将在2030年后的某个时候开始看到具有这种能力的汽车。

  当ChatGPT因其著名的幻觉而出错时,它只是令人讨厌——如果有人在某些写作中使用了这种材料,可能会令人尴尬。但如果机器人在现实世界中操作时出现失误,可能会出现身体上的问题,甚至是致命的问题。由于风险很高,不仅在开发完全自主系统方面需要更加小心,而且在这些系统的分期和发布方面也需要更加小心,以确保它们在我们共享的环境中安全释放。

  首先,科幻小说给了我们一幅机器人的画面,它既是警示性的,也是鼓舞人心的,但并不一定实用。其次,在现实世界中,很多东西都可以被认为是机器人。第三,在现实世界中,不同机器人的自主程度是不同的。

  乍一看,人工智能和机器人似乎有着千丝万缕的联系。但正如我们所看到的,人工智能可以告诉机器人的全部、部分或完全没有功能,这取决于所涉及的技术水平和机器人的目的。虽然对于制造机器人来说,知道它什么时候失败和停止是很好的,但我们从自动化CNC设备和3D打印机中获得了很大的价值,这些设备和3D打印机只是遵循它们的gcode指令。

  展望未来,我们将看到更多的自主系统。西门子对未来几十年工厂将会是什么样子有着迷人的愿景,它展示了许多与整个生产过程相互作用的自主系统。

  在娱乐角色的世界之外,机器人是一种复杂的机制,通过它们产生的价值来证明创造它们的成本和努力是合理的,无论是节省成本,节省时间,承担其他困难过程的能力,在对人类危险的环境中操作的能力,还是强迫人类操作员加倍努力的能力。

  与现实世界互动和执行自动化步骤的能力是参与机器人革命的筹码。随着我们的发展,我们期待机器学习、智能视觉、生成式人工智能、传统编程技能和机械设计能力之间的融合,为我们打开新的大门,提供新的机会,并帮助各种规模和能力的机器人为我们提供更多帮助。

  另一方面,如果——在未来的某一天——机器人开始大喊:“灭绝!消灭!”...好吧,然后……丹吉尔,威尔·罗宾逊,毕蒂,毕蒂,毕蒂,这些不是你要找的机器人。

  再见,宝贝!

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