
機器人和人工智能(AI)是兩個不同的概念。雖然它們在某些方面有重疊,但屬于不同的領域,本領也各不相同。比如,在某些應用場景下,機器人可能會利用AI技術來感知和適應環境,但這并不意味著所有機器人都搭載了AI。為了讓大家更清楚地區分機器人和AI,避免混淆,以下從基本定義、主要功能和交叉應用三個方面進行闡述。
機器人是具備物理形態的智能設備,有不同的形狀,如機械臂、移動機器人、無人機等。它們依靠自身的硬件結構和編寫好的程序來運作,能自主移動、感知周圍環境、執行各種任務,能夠在現實世界中進行交互和操作。通俗地講,一個機器人通常包含機械結構、傳感器(像它的眼睛、耳朵)和執行器(像它的手、腳)等,是實實在在可以看到和摸到的物質。
機器人并不是在簡單意義上代替人干活的工具,而是綜合了人類特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置。它們既擁有像人類一樣的快速反應和分析判斷能力,又具備機器特有的可長時間持續工作、精確度高和抗惡劣環境的能力。從某種意義上來說,它們是機器進化過程的產物,如今已成為工業和日常生活中非常重要的生產和服務性設備,也是先進制造技術領域不可或缺的自動化設備。
機器人按照發展進程可劃分為三代:第一代是“遙控操作器”,就像科幻片里人類遠程操控的機械臂,完全聽人指揮行動;第二代是“程序化機器人”,能夠按照事先編好的程序,像流水線一樣自動重復完成特定操作,比如焊接汽車零件等;第三代是“智能機器人”,能夠通過各種傳感器和測量器來獲取環境的信息,然后利用智能技術進行識別、理解、推理并作出規劃決策,最終自主完成目標任務。


AI是一種計算機程序,可以模擬人類的思維過程,從而完成某些需要人類智能才能完成的任務。在技術上,AI離不開機器學習和神經網絡算法。作為計算機科學的一個分支,AI致力于研究、開發、擴展和增強人類智能的理論、方法、技術及應用系統。簡而言之,AI的目標是理解人類智能,并構建出能夠執行通常需要人類智能才能完成的任務的計算機程序。這些任務包括但不限于學習、推理、問題解決、語言理解、知識表示、規劃、模式識別、視覺識別、感知、創造力,以及具備一定程度的自主行動能力。
AI于1956年被正式提出,經過半個多世紀的發展,已經取得了長足的進步,成為一門廣泛的交叉前沿科學。形象地說,AI就像一個看不見的“大腦”,“居住”在電腦或者手機里,模擬并擴展著人類的智能。AI本事很大,可以讓機器聽懂人類語言、看懂圖片,甚至能夠玩游戲、寫故事。好似學生在學校里學習一樣,AI也能夠從很多信息里學到知識,使自身變得越來越聰明。
機器人的基本功能主要體現在感知、運動和交互等方面。它們能夠通過傳感器感知外部環境,包括溫度、光線、聲音、壓力等;可以借助電機和精密的機械結構實現移動或執行各種操作;還具備通過語言、動作等方式與人類進行交流的能力,能夠理解指令并執行。隨著技術的發展,機器人在擁有作業執行、服務接待和娛樂互動等基礎功能之上,具備了越來越多的智能功能。
AI的功能主要體現在智能識別與感知上,它能夠利用深度學習、計算機視覺等技術,準確識別圖像、聲音、文本等多種信息形式;除此以外,它還能憑借強大的算法和計算能力,高效挖掘數據中有價值的信息,為決策提供科學依據;并且,AI能接管大量重復性、流程化的常規工作,從而解放人類勞動力;最后,通過學習和模擬人類的決策過程,AI逐步具備在復雜情境下作出合理決策的能力。
提到機器人的計算能力,或許有人會有所懷疑,覺得它們不如AI。事實上,隨著技術的進步,機器人已經能夠集成復雜的算法和強大的計算能力,在各種應用場景中都有高效和智能的表現。機器人系統通常包含三個計算單元?,它們協同工作,各自扮演著重要的角色。
其中,“中央處理器”是機器人的“大腦”,負責整體控制和決策,擅長處理復雜的邏輯運算和各種數據;“圖形處理器”如同機器人的“視覺引擎”,主要專注于處理與圖形和視覺相關的計算任務,能增強機器人的視覺處理能力,提升圖像識別和渲染速度;“專用控制器”是針對特定任務設計的硬件或軟件模塊,通常用于處理特定的控制任務或優化特定的計算過程,能夠有效減少功耗,同時提升機器人的響應速度和動作精度。
機器人是工業及非產業界的重要生產和服務設備,也是先進制造技術領域不可或缺的自動化設備。它們的應用場景非常廣泛,涵蓋了制造業、農業、醫療、服務等眾多行業和領域,通過高效執行各種特定任務,提高了生產效率和服務質量。機器人可以代替或協助人類完成各種工作,尤其適合承擔那些枯燥、危險、有毒或有害的任務。

常見的AI應用領域有自然語言處理(包括語音識別、文本分析和機器翻譯等)、計算機視覺(包括圖像識別、物體檢測和人臉識別等)、數據分析和預測(包括數據挖掘、模式識別和預測分析等)、智能推薦系統(根據用戶的興趣和行為來提供個性化的推薦服務)、自動駕駛汽車(利用感知和決策算法實現自主導航和駕駛)。
機器人技術在不斷進步,未來的機器人將擁有更強大、更精確的感知能力,能夠在復雜多變的環境中實現自主導航;它們與人類的協作也會變得更加靈活順暢,除了能更好地幫忙干活,這些機器人還能利用自然語言和手勢識別等技術,實現更智能的交互;機器人在社會中扮演的角色也將越來越多樣,它們會走進我們的日常生活,成為貼心的陪護伙伴,甚至能化身家庭教師,或者提供精彩的娛樂服務;更重要的是,它們將具備更高級別的自適應和學習能力,能夠靈活地適應不同的環境,并完成各種各樣的任務需求。
AI正飛馳在快速發展的快車道上,深度學習已成為它的核心引擎,推動著AI不斷突破,其神經網絡的應用也在不斷拓展。未來,AI將具備更高級別的決策能力,并能夠自主執行任務。同時,AI還會和物聯網、大數據、生物技術等其他重要科技領域相互交叉融合,碰撞出新的火花。當然,隨著AI技術的發展,涉及隱私保護、公平性和道德問題的討論也變得越來越熱絡。
機器人是AI的重要應用平臺,而AI則為機器人提供了更強大的智能支持,兩者相互依存,共同推動了技術的創新和發展。有了AI技術的加持,機器人可謂如虎添翼,能力得以大幅提升。以自動駕駛汽車為例,雖然在20世紀相關技術的迭代已有數十年的歷史,但到了21世紀初才呈現出接近實用化的趨勢。自動駕駛汽車是一種通過電腦系統實現無人駕駛的智能汽車,它依靠AI驅動,可以在無人化的狀態下自動安全地操控車輛。
在自動駕駛汽車內,底盤、傳感器和執行機構等都是機器人技術的體現,使得汽車能夠自主精確控制各個部件的運動,最終實現安全可靠的自動駕駛。
攝像頭、雷達、激光雷達等傳感器幫助智能汽車實時感知周圍環境,其中,攝像頭可以識別交通標志和行人,雷達能夠檢測障礙物并測量距離,而激光雷達則通過掃描環境提供高精度的三維環境信息。三維環境?是指在平面二維的基礎上,增加了一個垂直方向,從而形成一個立體的空間。這些傳感器共同協作,使汽車能夠“看”到周圍的環境?。


強大的計算能力是自動駕駛的關鍵,計算能力的提升直接關系到自動駕駛系統的性能和安全性。自動駕駛汽車配備了高性能的計算平臺,能夠處理來自傳感器的海量數據,并通過復雜的算法作出決策,從而實現高級駕駛輔助功能?。
自動駕駛汽車的執行機構包括電動機、剎車系統、轉向系統等,它們根據計算平臺發出的指令行動,控制汽車的加速、剎車和轉向。這些執行機構的高精度和可靠性是確保自動駕駛安全的關鍵。
機器人通過多模態交互技術,使用戶與汽車的對話更加自然流暢。例如,車載機器人可以精準識別用戶的語音指令、面部表情和手勢動作,并通過肢體語言進行反饋,提供更加人性化的服務。此外,用戶機器人還能通過空間手勢控制機器人,無須喚醒詞即可操作汽車,提升了汽車的人機交互體驗?。
在自動駕駛技術中,AI扮演了舉足輕重的角色?,作為自動駕駛技術的核心組成部分,通過對感知、理解和決策過程的優化,實現了自動駕駛汽車的安全高效駕駛?。
AI利用多模態傳感器融合技術與深度學習算法,使自動駕駛汽車能夠精準感知周圍環境。多模態傳感器是一種集成化感知設備,能夠同時采集兩種或兩種以上不同類型的物理量或環境信息(如畫面、聲音、溫度、壓力等),并通過數據融合技術形成更全面的環境感知能力?,在自動駕駛等領域發揮著關鍵作用。AI將攝像頭、激光雷達和毫米波雷達等多種傳感器收集的海量數據進行深度融合,使車輛對周圍環境的理解達到全新高度。在復雜道路場景中,車輛能精準識別行人、自行車等動態目標,并預測其運動軌跡,大幅降低交通事故的風險?。
AI驅動的端到端學習和強化學習算法革新了傳統模塊化架構。其中,端到端學習是深度學習的一種范式,它摒棄了傳統圖像識別的預處理和分步處理方法,直接使用原始數據進行訓練,通過深度模型學習從輸入到輸出的直接映射。自動駕駛系統的決策系統通過模擬數以億計的交通場景進行訓練,不斷優化行駛策略。例如,基于深度強化學習的決策框架能綜合考慮周圍車輛速度、距離及交通規則等因素,精準規劃變道時機與軌跡,從而提升行車安全性和乘坐舒適度?。??
AI算法在提升自動駕駛汽車效率方面也表現突出。基于深度學習的交通預測模型能準確預判路段實時流量,結合強化學習算法為車隊提供最優調度方案,有效減少交通擁堵并降低車輛空駛率?。