如果我告訴你我今天看到了一個機器人，你會想到什么？什么是機器人？

這不是一個棘手的問題。

科幻小說中的機器人

因為我們見過很多機器人。我們見過 1956 年電影《禁忌星球》中的機器人羅比、《杰森一家》中的管家羅西、動畫巨人、20 世紀 70 年代末《星球大戰(zhàn)》中的 C-3PO 和 R2-D2、擎天柱、《星際迷航》中的數(shù)據(jù)、阿諾·施瓦辛格的 T- 800 終結者，或者后來的機器人，如《西部世界》中的瓦力、多洛雷斯（以及所有合成人），以及各種《星球大戰(zhàn)》衍生作品中的所有其他機器人。

多年來，所有這些共同構建了我們對機器人的看法，至少在電影和電視中是這樣。

我們也熟悉這些機器人講述的故事。來自《星際迷航》的數(shù)據(jù)只是想變得更加人性化。來自奧維爾號的艾薩克是一個凱隆人，一個消滅有機生物的機器人種族。（然而，艾薩克的道路是一條救贖之路，因為他是一位富有同情心的凱倫，幫助扭轉了有機食品的潮流。） 星球大戰(zhàn)機器人，尤其是那些為推銷而設計的機器人，已經(jīng)成為他們有機伙伴的朋友和伙伴。

還有許多一心想要毀滅的邪惡機器人，比如奧創(chuàng)；哈爾 9000；《神秘博士》中的戴立克和網(wǎng)絡人；終結者機器人的各種化身；《星際迷航》中的《Nomad》、《Lore》、《花生禮籃》和《Control》；以及星球大戰(zhàn)中的一系列機器人。

這些機器人都為作家提供了將人類的特征和問題反映到機械生物身上的機會，并探討在創(chuàng)造人工生命時會發(fā)生什么，無論是否受到大多數(shù)人類的道德約束。

但機器人存在于現(xiàn)實世界中。而且他們的行為不像 C-3PO 或數(shù)據(jù)先生。相反，它們的范圍從巨型自動化工廠到汽車焊接機器人，從 3D 打印機到兒童玩具。是什么讓這些機器人成為……機器人？它們與科幻小說中的機器人有何不同？

首先，科幻小說中的機器人通常是完全自主的?！缎请H迷航：下一代》中的數(shù)據(jù)先生和《星際迷航航海者》中的醫(yī)生（全息人工智能）甚至被宣布為虛構聯(lián)邦眼中的合法人物。沒有人聲稱我朋友的特斯拉在法律上是一個人。

另外：CES 上較好的機器人和人工智能創(chuàng)新

事實上，汽車行業(yè)已經(jīng)制定了一套定義機器人車輛“自主性”的理想標準，我們也可以將該標準應用于其他機器人。SAE J3016 標準有六個級別：級別 0、1 和 2 描述自動化限制，而級別 3、4 和 5 描述更完全自主的功能：

正如您所看到的，藍色標準指定人類駕駛員必須仍然處于控制狀態(tài)，即使有汽車協(xié)助，而綠色標準指定（主要）汽車能夠做出所有必要的決定。

我們今天擁有的大多數(shù)現(xiàn)實世界的機器人都屬于光譜的藍色一側。這就是為什么我使用“自動化”與“自主”這兩個術語來區(qū)分機器人的功能。盡管這兩個詞聽起來很相似，但它們的區(qū)別如下：

• 自動化系統(tǒng)遵循預定義的規(guī)則來執(zhí)行特定任務。
• 自治系統(tǒng)可以獨立運行、做出決策并適應新情況。

我認為，今天，大多數(shù)機器人只是在現(xiàn)實世界中具有一定程度運動的自動化設備。他們執(zhí)行一系列步驟，可能根據(jù)某些標準進行修改。（例如，3D 打印機在耗材耗盡時會停止打印，只有在加載更多材料后才會恢復打印。）自主設備包括 C-3PO、Mr. Data、T-800 或亞馬遜的無人化夢想送貨機器人。

另外：寶馬測試下一代激光雷達，以擊敗特斯拉達到 3 級自動駕駛汽車

現(xiàn)在，我們在自動化方面做得非常非常好。自主，沒那么多。但我們正在實現(xiàn)這一點。

巨大的動態(tài)范圍

今天的機器人盡管不像數(shù)據(jù)先生那樣多才多藝，但通常非常有用且功能齊全。

其中包括工業(yè)機器人、醫(yī)療機器人、軍事和國防機器人、家用機器人、娛樂機器人、太空探索和維護機器人、農(nóng)業(yè)機器人、零售機器人、水下機器人以及幫助人們遠程參與活動的遠程呈現(xiàn)機器人。

我個人的興趣主要集中在創(chuàng)客和愛好者可以使用的機器人上，這些機器人可以使個人能夠構建、設計和原型項目，而以前只有那些擁有滿是制造機械的商店的人才可以實現(xiàn)。

我說的是3D 打印機，它利用熔融塑料層來構建物體；CNC 設備，通常切割、雕刻和去除木材或金屬來制造物體；激光切割機，非常適合標志切割、雕刻以及制造非常詳細的零件和電路板；甚至還有乙烯基切割機，用于仔細切割輕質、柔性材料，形成復雜的圖案。

另外：這是我測試過的較好、較快的 300 美元以下 3D 打印機

這些機器使用 CAD 軟件進行編程，以定義（也稱為設計）正在構建的對象。然后，這些設計被轉換為一系列運動指令，指導機器進行重復、復雜的運動。

例如，我使用 CNC 制作了一系列相同的定制整理架，用于零件存儲。

當我設計和組裝整理器時，機器人變成了力量倍增器，雕刻出的架子固定功能，這一過程遠遠超出了我的木工技能范圍，我的木工技能主要限于錘釘子和擰螺絲。

今天的機器人具有巨大的動態(tài)范圍，從兒童學習玩具到像亞馬遜智能倉庫這樣極其復雜和巨大的東西。每個倉庫都包含數(shù)千個機器人，但由于它們都相互協(xié)調(diào)工作，整個倉庫本身就可以被視為一個巨型機器人。

自治范圍

讓我們回到自動化機器人與自主機器人的討論。自動化機器人可以執(zhí)行一組任務，通常由人類操作員監(jiān)督（或至少定期檢查）。

我的 3D 打印機就是一個很好的例子。當我在 CAD 軟件中創(chuàng)建設計，然后將該設計轉換為 gcode 時，我創(chuàng)建的是一系列運動指令。說明指定打印頭的 X 和 Y 位置，以及擠出機需要多高才能考慮到不斷添加的層。說明書還指定了擠出機的溫度，確定塑料熔化到前一層上的速度和平穩(wěn)程度。

通常，我會開始打印，然后通過攝像頭進行監(jiān)控。在打印失敗或打印機決定將熔融塑料噴射到空氣中的情況并不罕見，我通常會足夠快地抓住它，沖進制造實驗室，然后取消打印。打印機是自動化的——它遵循指令—— 但這個過程沒有任何自主性。

另外：生成式人工智能將遠遠超越 ChatGPT 的能力

較新的打印機正在集成一些人工智能：相機將圖像輸入處理器，處理器使用一些機器學習來檢查每個圖像并確定是否存在故障情況。雖然機器無法修復這些故障，但機器學習可以關閉流程，防止材料損失和可能的安全隱患。

當你參觀亞馬遜的工廠時，你會看到更多的機器人。推車機器人沿著地板移動，運送產(chǎn)品。其中大多數(shù)是自動化的，而不是自主的。但亞馬遜極其復雜的輸送系統(tǒng)確實擁有智能成像系統(tǒng)，可以在產(chǎn)品經(jīng)過時對其進行觀察，并對經(jīng)過的物體做出一些決定。在這里，我們開始看到更多在沒有人工監(jiān)督的情況下進行管理的跡象。

我有一架無人機，它也表現(xiàn)出一些自主行為。如果在通過手持控制器指揮它時，我將其發(fā)送到無線電范圍之外，無人機本身就會接管。它將規(guī)劃一條返回原點的路線，反轉路線，避開樹木和電線等障礙物，然后在沒有任何互動的情況下自行回家。當它感覺到電池電量太低而無法繼續(xù)飛行時，它會執(zhí)行相同的行為。

在這三個示例（人工智能輔助 3D 打印機監(jiān)控、倉庫輸送機監(jiān)控和返航航班）中，我們看到了作為大部分自動化系統(tǒng)的擴展而構建的自主行為。我認為這就是我們將看到自主功能推出的方式。它們將適用于具體情況，直到考慮到越來越多的情況。

另外：  ChatGPT 背后的技術可以為您下一輛車的人工智能駕駛助手提供支持

較終，您將能夠爬進車里，在車輛載您前往距離您辦公室較近的星巴克時多睡 45 分鐘。但正如我們之前討論的 SAE 駕駛自動化級別圖表所示，5 級是一大進步。那時，我們相信車輛能夠處理任何和所有道路狀況，并智能、仔細、快速和安全地做出響應。大多數(shù)認為，我們將在 2030 年之后的某個時候開始看到具有此功能的汽車。

當 ChatGPT 犯了一個知名的幻覺錯誤時，這只是令人煩惱的——如果有人在某些寫作中使用該材料，可能會令人尷尬。但如果機器人在現(xiàn)實世界中操作時出現(xiàn)失誤，身體可能會出現(xiàn)問題，甚至致命。由于風險很高，因此不僅在開發(fā)完全自主的系統(tǒng)時需要更加小心，而且在這些系統(tǒng)的暫存和發(fā)布方面也需要更加小心，以確保它們在我們的共享環(huán)境中安全地釋放。

展望：明天的機器人

讓我們回顧一下我們的三個主要結論：首先，科幻小說為我們描繪了一幅既具有警示意義又令人向往的機器人形象，但不一定實用。其次，現(xiàn)實世界中很多東西都可以被視為機器人。第三，現(xiàn)實世界中不同機器人的自主范圍可能有所不同。

乍一看，人工智能和機器人技術似乎有著千絲萬縷的聯(lián)系。但正如我們所見，人工智能可以告知機器人的全部、部分或全部功能，具體取決于所涉及的技術水平和機器人的用途。雖然對于制造機器人來說，知道它何時出現(xiàn)故障和停止是件好事，但我們從僅遵循 gcode 指令的自動化 CNC 設備和 3D 打印機中獲得了巨大的價值。

展望未來，我們將看到更多的自主系統(tǒng)。西門子對未來幾十年工廠的面貌有著令人著迷的愿景，它展示了許多與整個生產(chǎn)過程相互作用的自主系統(tǒng)。

另外：馬如何影響機器人與人類互動的未來

在娛樂角色的世界之外，機器人是復雜的機制，通過它們產(chǎn)生的價值來證明創(chuàng)造它們的成本和精力是合理的，無論是節(jié)省成本、節(jié)省時間、承擔其他困難流程的能力、在對人類危險的環(huán)境，或強制倍增人類操作員努力的能力。

與現(xiàn)實世界交互并執(zhí)行自動化步驟的能力是參與機器人革??命的賭注。隨著我們不斷前進，期望機器學習、智能視覺、生成式人工智能、傳統(tǒng)編程技能和機械設計能力之間的融合能夠打開新的大門，提供新的機會，并幫助各種規(guī)模和能力的機器人為我們提供更多幫助。

另一方面，如果——在未來的某一天——機器人開始大喊：“消滅！消滅！” ...好吧，那么... 危險，威爾·羅賓遜， 比迪·比迪·比迪， 這些不是你要找的機器人。