科技之美

以信息技術深度應用為主要特征的新一輪科技高潮正在興起，人工智能作為引領這輪科技高潮的重要驅動力，受到了各國的高度重視。為了更好地服務科技創新和科學普及，北京市科學技術協會著眼于人工智能領域技術發展和產業應用的巨大潛力，牽頭發起了國際自主智能機器人大賽，希望能以競賽的形式推動相關芯片技術、智能算法、自動控制和機器人制造等專業融合發展和共同創新，搭建交流展示的平臺，增進共識，促進合作，同時也可有效地發現和培養具備創新能力和合作精神的人工智能高端人才，為人工智能產業的發展注入新的活力。科技進步也讓我們的生活更加便利、美好，機器人到底能做些什么呢？在2020國際自主智能機器人大賽開幕式上，德國漢堡科學院院士、德國漢堡大學多模態技術研究所所長張建偉為大家介紹了目前智能機器人的發展情況、所獲成就以及未來的應用方向。

隱藏在進步與創新背后的動力

人工智能是未來顛覆性技術創新的使能資源。作為人工智能和機器人的融合體，智能機器人的發展很大程度上得益于人工智能的發展。關于人工智能的發展，張建偉提到了3個方面。

一是計算力的提升。和30年前相比，現在智能機器人計算能力翻了100萬倍，而且90%的處理器都是看不見的嵌入式處理器，這讓今天的智能機器人有了非常強的自主計算能力。

二是多數據的融合。今天科學家能夠把圖像、語音、文字等單模態數據與非歐幾里得的圖形圖像的數據深度地融合在一起，從而可以實現數據的自動發現、自動整合、自動分類甚至自動決策。

三是算法領域的不斷創新。由于開源軟件和互聯網的交流逐漸增多，科學家在算法領域正實現指數性增長的創造。值得一提的是，由張建偉負責的，基于人腦科學而研發的深度神經網絡算法讓人工智能又上升了一個臺階。擁有這樣算法的智能機器人能夠更好地在場景中進行模式識別，同時也能更好地抗擊干擾。

除了與人工智能融合外，5G通信、可穿戴設備、VR/AR、材料新能源技術也日益成熟，也為智能機器人的發展添磚加瓦。

現在的智能機器人可以做什么

在傳統工業中，將人工智能與機器人結合應用于焊接的質量檢測，為傳統工業注入新的活力。這種用于質量檢測的智能機器人背后的原理是通過在線觀測紅外線的圖像，及時發現出現斷焊的工件，并且同時根據實際情況改變工藝參數，使得焊接工件的質量變得更好。目前，這類機器人在很多重要的制造公司里已經得到了應用。

在日常生活中，機器人搭配優質的硬件也是一個非常重要的進步，包括商用服務機器人、雙臂協作機器人等。其中，家庭服務機器人已經實現從單功能到多功能的演變，從傳統的單獨吸塵機器人到現在濕拖、自動洗拖布的機器人，這種既可以掃地也可以拖地的機器人每年銷售多臺，給人們生活帶來了極大的便利。

新冠肺炎疫情的暴發給中國乃至全世界造成了嚴重的傷害與不利的影響，基于5G的智能機器人應運而生。5G智能機器人是在傳統智能機器人的基礎上引入5G技術，由于5G網絡具有“大寬帶、低時延、高可靠性”等優勢，5G智能機器人的計算速度、計算能力、響應時間、服務質量、工作效率等進一步提升。5G智能機器人已在多種場合下應用，為控制疫情提供了很大的幫助。

盡可能避免人和人接觸是預防新冠肺炎非常有效的途徑，在此背景下[1]，5G無線通信、高度精準定位、固定路線導航技術的送藥、送餐機器人能夠承擔起某些非必要接觸性的工作，這使其在疫情中能夠發揮很好的防控作用。在火神山醫院中，送餐、送藥機器人能夠按照事先制定好的行走途徑，將患者所需要的食物、藥品送到目的地，這很大程度上減輕了醫護人員的負擔，避免了人與人接觸，減少了病毒傳播的可能性;同時也保證了患者能夠準確及時地收到自己所需的物品。除了送藥、送餐機器人外，基于5G的智能機器人還包括導醫機器人、聊天機器人、心理輔導機器人、掃地機器人等。這些5G智能機器人在疫情期間投入了使用，為疫情防控獻出了一份力量。

突破瓶頸——未來的智能機器人可以做什么

物聯網、5G網絡等新技術不斷出現，人工智能也不斷發展，科學家將這些技術與傳統的智能機器人技術相融合，打造出的新型智能機器人在我們日常生活、工業制造中都有了初步的應用。但是，隨著人們生活水平的改善，需求也將不斷提高，人們對智能機器人的期待也越來越高，而目前技術仍有局限，如何更好地將各類新技術進行深度融合，得到更智能、高效、安全、經濟、多模態的智能機器人，是智能機器人在未來發展道路上所面臨的問題與挑戰。與此同時，科學家也正在積極應對挑戰，不斷努力，突破技術瓶頸，讓智能機器人緊跟時代步伐，早日成為生活、工業、科研等領域的得力助 手。

由于技術的復雜性與多樣性，未來智能機器人的應用方向將非常多，比如醫療健康、交通物流、智慧農業、檢修維護、家政服務等，在智能機器人的輔助下，這些領域都會向少人化、無人化發展。

在抗擊新冠肺炎疫情這場漫長且艱巨的戰爭中，智能機器人憑借可以避免人與人直接接觸的巨大優勢，已被應用于醫院等場所，如送餐、送藥機器人。但是，智能機器人的應用潛力遠不止傳送物體這么簡單。以多技術的發展與融合為例，未來可以通過將人工智能、物聯網及機器人技術的融合，來推測每個人感染病毒的概率，其具體操作為：把每個人的移動數據（即運動軌跡）做成一個能顯示具體位置的互聯網，這其中就包括了人與人之間是否相遇的交互信息。當某個人確診新冠肺炎后，我們可以根據患者的運動軌跡以及與其他人的交互信息，推測出與患者相遇的每個人感染的可能性，根據這個可能性，檢測系統可以把目前使用的傳統健康碼的顏色從紅色、黃色、綠色變成紅色和黃色之間連續的顏色，推算出每個人可能感染的概率，再根據概率大小進行分類管理，這樣能極大地節省人力物力。而且，基于人工智能的檢測系統能夠準確地找到每一位可能的密接者，避免了因為人為隱瞞或者遺忘而造成可能密接者的遺漏，有力地保障人民群眾的安全。

隨著人工智能和自動駕駛技術的發展，未來的智能機器人還有望應用于自動消毒、自動運輸、自動采樣等方面。除了多技術的發展與融合，未來的智能機器人在靈巧性、柔性操作方面和多模態方面也會有新的突破，比如在未來生物實驗室中，基于視覺和觸覺的運動操作，機器人將可能被廣泛地用于病毒培養、處理實驗中。

參考文獻

[1] 何凡.基于5G的智能機器人在防疫方面的應用[J].電子測試，2021（1）：120-122.