現實中的“大白”們

張晶晶

作為迪士尼與漫威聯合出品的第一部動畫電影，《超能陸戰隊》可謂取得了巨大的成功。除了票房上大獲成功之外，主角之一的機器人大白也成為媒體和影迷關注的對象。憨態可掬、溫暖治愈的形象設定，讓諸多影迷為之傾倒。在故事本身之外，該片中各種機器人也是賺盡眼球。事實上，影片中的醫療機器人、微型機器人以及神經傳感控制機器人，正是當下諸多科學家努力的方向。

現實版“大白”

2015年2月23日，《超能陸戰隊》斬獲第87屆奧斯卡“最佳動畫長片”獎。截至3月份的第三周，《超能陸戰隊》全球累計票房正式突破6.2億美元，超越《馴龍高手2》的6.19億美元全球票房收入，成為2014年上映動畫電影中的票房吸金王。

2011年，《超能陸戰隊》的聯合導演之一Don Hall拜訪了Chris Atkeson教授位于卡耐基梅隆大學的實驗室，Chris向其展示了當時正在研發的充氣手臂，目的是想要創造出一種“柔軟而又安全的機器人”，希望將來有一天，它能照料老人，比如自己的父母以及以后要老去的自己，給他們穿衣服等。

Don似乎從此次拜訪中獲得了嶄新的靈感，從而將原作中那個巨型變形機器人改造成了后來的大白—一個能夠陪伴人們的個人醫療保健型充氣機器人。影片中的大白可以檢測出人們的疾病和受到的傷害，會想盡辦法撫慰人們的傷痛。一個溫暖的擁抱讓許多人感慨萬千：好想擁有一個大白。

Chris表示，雖然機器人專家并不喜歡這些塑造了機器人美好未來的電影，因為那樣的生活離我們還很遙遠。但是他同時希望人們知道，目前陪伴型個人醫療保健機器人已經能實現大白身上的部分功能，而且他堅信，未實現的那些也指日可待。

從機器人和醫療健康兩個領域來分析大白的話，剛好切合目前科技界的兩大熱點。有報告指出，該市場規模前者預估在2020年將達到10萬億元人民幣，后者則是8萬億元。

“糖護士”創始人李承志表示，移動醫療—大家目前習慣稱之為MHealth，被定義為“通過移動設備提供醫療服務”。機器人大白從某個角度來看恰恰符合這個定義，相較于人工看護，醫療保健機器人顯然會大幅降低成本。

他說：“雖然目前大多數移動醫療產品仍是同智能手機綁定在一起的，但是相信一旦機器人產業成熟，現實版大白誕生之日也就不遠了?！?/p>

據介紹，目前美國和日本都正在開發制造醫療機器人。美國老牌移動醫療公司In Touch Health目前已經實現了美國1萬個社區與診所的互聯，作為其戰略投資方之一的美國頂級機器人公司iRobot推出的移動機器人平臺Ava，已經成功在醫療業運用。通過使用該平臺，機器人可以在社區醫院、患者家、病房等地方發揮醫生替身的作用。而醫生通過遠程控制機器人，就能夠長期跟蹤患者的生活，監督其生活習慣，為其提供更為徹底的療程。

而由日本早稻田大學發明的機器人Twendy-One，更加接近大白的設定，其主要的目標就是模擬人類護工，因此也被視作日本人執著于人形機器人的證據之一。這款機器人的手部設計極力模仿人類，可以撿起吸管、擠番茄醬，預計在2015年投入使用，用來照顧老人和病人。但是，這款機器人最大的缺憾是造價昂貴，大概要3000萬日元，約合人民幣155萬元。

以小為大的微型機器人

除了大白之外，《超能陸戰隊》中令人耳目一新的莫過于由小宏發明、后被卡拉漢教授竊取的微型機器人了。小巧的微型機器人通過集中組合，可以自由組成各種形狀、物體。

以小為大的想法看起來十分巧妙，可是這樣的奇思妙想能夠成為現實嗎？

機器人發燒友、某科技網站編輯辛蔚說，事實上在2014年，集群機器人（Swarm Robotics）的研發已取得了突破性進展。來自哈佛大學的科學家Radhika Nagpal憑借集群機器人入選英國《自然》雜志評選出的2014年度十大人物，而她的代表作正是1024只名叫Kilobot的微型機器人。

Nagpal的想法最初源自生物界。自然界存在很多群集性昆蟲，比如蜜蜂、螞蟻。即使沒有領導者，這些生物在大群體中仍然可以共同合作，完成很多復雜的工作。她希望把這樣集群工作的方式嫁接到機器人身上。

Nagpal和Michael Rubenstein、Christian Ahler在哈佛大學共同研發了一款名為Kilobot的小機器人。Kilobot只有一美分硬幣大小，配備有一個微型處理器、一個紅外傳感器，并使用振動式馬達來移動。每一只Kilobot都具備兩種運動模式，并且能與其他機器人進行通訊交流，但前提是二者的間距不超過10厘米（也就是相隔6個Kilobot）。這些機器人通過紅外線進行彼此間的交流；紅外線也是Kilobot和主控臺進行交流的方式，由主控臺直接告知機器人運行何種程序。能夠同時向所有機器人發出無線程序指令是Nagpal團隊設計的主要優勢。其他許多指令，包括電源開關、充電也是可以規?；瘓绦械?。

一旦通過紅外LED的脈沖與周圍的“伙伴”取得聯系，Kilobot高蹺的“腿”便可以通過輕微的振動來移動。得到指令之后，1024個Kilobot便可以展開分工合作。從Nagpal團隊發布的視頻來看，它們能自行組成星星、扳手和字母“K”的形狀。

在此之前，機器人集群的組成個數不超過100個，主要原因是機器人造價昂貴，大部分關于集群機器人的研究只能依靠計算機的模擬來進行。但是，Kilobot的造價僅有14美元。辛蔚告訴記者，如果未來Kilobot考慮借助3D打印技術，生產成本有可能進一步降低。

Kilobot的項目負責人之一Michael Rubenstein曾在接受媒體采訪時表示：“它們可以自動變換形狀來適應當前的任務，你甚至可以讓它們構建出其他機器人?！被蛟S正如辛蔚所言，如果說在《超能陸戰隊》上映之前人們還難以想象他說的是什么，如今影片中那些頗具沖擊力的場面正是答案。

用意念控制機器人

《超能陸戰隊》中反派卡拉漢教授利用微型機器人上山下海，小宏和大白以及小伙伴們搶奪卡拉漢的面具，原因是“神經傳導器”在面具里面。沒了神經傳導器，卡拉漢就會失去對微型機器人的控制。

用意念控制機器人早已不是“遙遠”的夢想。在20世紀科學家們通過實驗發現大腦能夠產生有規律的電波，于是對“腦機接口”進行了研究，試圖通過腦電波來控制外部設備。

但與電影中的應用方式不同，目前神經控制機器人中最值得關注的發展和應用，主要體現在義肢上。

2014年在巴西世界杯開幕式上，巴西癱瘓少年平托借助腦控外骨骼開球，給全世界留下了深刻的印象。作為國際“再次行走計劃”的一個研究成果，該腦控外骨骼利用機動化金屬支撐結構支撐少年的大腿，同時幫助他的大腿彎曲。在設計上，這款外骨骼由植入頭皮或者腦內的電極探測到的大腦活動控制。信號通過無線方式傳輸給佩戴者身上的一臺電腦，電腦負責將信號轉化成具體的動作。

特別值得注意的是，研究小組為該外骨骼安裝了一系列傳感器，負責將觸感、溫度、力量等信息反饋給佩戴者。外骨骼由大腦活動控制并將信息反饋給佩戴者，這在世界范圍內尚屬首次。

雖然神經控制機器人技術尚未大范圍普及，但是對于患者來說，這仍然是個巨大的福音。但如果要在更廣的層面上推廣，李承志提醒說：“倫理層面上可能需要更多的討論?！?