未來生活的智能機(jī)器人

摘要：本文介紹了智能機(jī)器人的特點(diǎn)及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能；機(jī)器人；人形迷思

　　不久前，日本本田公司（Honda）知名的ASIMO人型機(jī)器人上臺(tái)擔(dān)任指揮，帶領(lǐng)底特律交響樂團(tuán)演出百老匯音樂劇“夢(mèng)幻騎士”中的名曲《The Impossible Dream》，全場(chǎng)演出樂手與觀眾皆報(bào)以熱烈掌聲。而麻省理工學(xué)院（MIT）機(jī)械腳實(shí)驗(yàn)室研究員赫爾的下半身看起來就像機(jī)器人，他是一位雙腿截肢的殘障人士，正研究如何以金屬桿取代骨頭、用精密的計(jì)算機(jī)電路板代替腿部肌肉功能，研發(fā)出以人造肌肉驅(qū)動(dòng)的義肢。

　　自1970年產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人大量運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)，如汽機(jī)車、機(jī)械、半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)之后，近年來隨著市場(chǎng)需求與應(yīng)用趨向多元化，再加上過去十年來人工智能與傳感技術(shù)等的進(jìn)展，驅(qū)動(dòng)了智能機(jī)器人時(shí)代的來臨，機(jī)器人與我們的生活，甚至身體也更加密不可分。

圖1  Honda所研發(fā)的智能機(jī)器人于今年5月13日，指揮底特律交響樂團(tuán)并與華裔大提琴家馬友友握手（來源：Honda）

服務(wù)用智能機(jī)器人為產(chǎn)業(yè)推手

　　國際機(jī)器人協(xié)會(huì)（IFR）與聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)調(diào)查分析指出，2003到2006年累計(jì)機(jī)器人需求達(dá)220萬臺(tái)，有三萬種的應(yīng)用產(chǎn)品出現(xiàn)；自2004至2007年間服務(wù)用智能機(jī)器人之產(chǎn)量將成長為670萬臺(tái)，在機(jī)械控制技術(shù)漸趨成熟的情況下，家務(wù)用機(jī)器人躍升成為主流，占總產(chǎn)量之61.83%，居于第二位的教育娛樂用機(jī)器人占37.25%，從2012到2020年，機(jī)器人市場(chǎng)總值保守估計(jì)可望達(dá)到800~2500億美元之間，主要成長的領(lǐng)域?qū)⑹欠枪I(yè)領(lǐng)域—尤其是玩具、交通、健康和老年人護(hù)理等服務(wù)用智能機(jī)器人，與個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人；而「機(jī)器人」這個(gè)概念，也從模擬人的行為或形體，擴(kuò)展成能學(xué)習(xí)并以自動(dòng)化方式取代某些人類行為的裝置。

　　服務(wù)用智能機(jī)器人具備有多重傳感系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、警報(bào)通知及多媒體導(dǎo)覽等功能。根據(jù)國際機(jī)器人協(xié)會(huì)所訂定之分類標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)用智能機(jī)器人可依照使用目的區(qū)分為19大類，如表1。其中最被看好的機(jī)器人應(yīng)用為醫(yī)療、居家服務(wù)以及娛樂等應(yīng)用。

表1  服務(wù)用智能機(jī)器人用途分類表（來源：IFR）

　　目前市場(chǎng)上醫(yī)療用機(jī)器人，仍是以操控式機(jī)械手臂加上顯微影像顯示系統(tǒng)所結(jié)合操作、共同使用之手術(shù)型機(jī)器人為主。目前最新的是由美國IS（Intuitive Surgical）公司所制造的機(jī)器人內(nèi)窺鏡手術(shù)裝置“達(dá)芬奇系統(tǒng)”（照片2）。優(yōu)點(diǎn)在于可大幅降低手術(shù)過程中的感染問題，并進(jìn)入一般醫(yī)師手部所無法伸入之器官組織；此外，配合視訊傳輸與影像顯示技術(shù)的進(jìn)步，可望能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距手術(shù)。醫(yī)療用機(jī)器人的進(jìn)階應(yīng)用之一則朝向讓機(jī)器人成為人體一部分—人機(jī)一體的方向邁進(jìn)。譬如正在發(fā)展中的人工心臟、視網(wǎng)膜、能接收神經(jīng)信號(hào)的智能型義肢等，讓身體因受傷或生病而出現(xiàn)功能缺陷的人，可以有更多替換或矯正的選擇。此外，復(fù)健與看護(hù)機(jī)器人的需求也隨著人力不足的問題而增加。

圖2  達(dá)芬奇系統(tǒng)（來源：Intuitive Surgical）

　　居家服務(wù)機(jī)器人為目前推展最順利的機(jī)器人產(chǎn)品之一。全球吸塵器每年需求量為6000萬臺(tái)，預(yù)估智能型吸塵器機(jī)器人將占總銷售量的1.6％?，F(xiàn)階段獨(dú)占鰲頭的美國機(jī)器人大廠iRobot長期以來與美國國防部及太空總署合作，看好人們對(duì)生活質(zhì)量和健康的要求，便從軍事用途機(jī)器人跨足居家服務(wù)機(jī)器人，更與Clorox共同研發(fā)Roomba的進(jìn)階機(jī)種Scooba—除了吸塵功能外，還具有拖地功能。去年9月iRobot（照片3）在紐約舉辦數(shù)字生活展又推出了兩款新機(jī)種，一款是可在雨天進(jìn)行戶外打掃的機(jī)器人iRobot Looj；另一款則是可通過鏡頭與麥克風(fēng)進(jìn)行遠(yuǎn)程溝通的iRobot ConnectR，讓使用者可對(duì)家中環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)監(jiān)控。雖然iRobot尚未發(fā)展出多功能的整合型管家機(jī)器人，但足可看其出布局居家服務(wù)機(jī)器人的野心。

圖3  已融入人們家庭的iRobot家用清潔機(jī)器人（來源： iRobot）

　　在娛樂機(jī)器人部分可發(fā)揮的空間就更多了。從Sony推出的寵物狗愛寶Aibo，到近期具有情緒表達(dá)能力的機(jī)器恐龍Pleo，今年暑假燃起新旋風(fēng)的則是Wall-E（照片4）。這是由迪斯尼動(dòng)畫消費(fèi)者產(chǎn)品部門（Disney Consumer Products）準(zhǔn)備推出一系列與最新動(dòng)畫片Wall-E相關(guān)的機(jī)器人產(chǎn)品。“Wall-E終極機(jī)器人”有十個(gè)馬達(dá)可讓它自由運(yùn)動(dòng)，還可跟著人的聲音行走、自動(dòng)繞開障礙物，并傳感人員進(jìn)出房間，最討喜的部分是它啟動(dòng)后會(huì)說話并隨著音樂跳舞，插入iPod或其它的MP3播放器，就會(huì)變身成i-Dog或i-Cy動(dòng)感音樂裝置。

圖4  迪斯尼動(dòng)最新機(jī)器人動(dòng)畫片“Wall-E”中的機(jī)器人（來源：迪斯尼）

　　種類繁多的智能機(jī)器人產(chǎn)品創(chuàng)造了高產(chǎn)值，也為背后關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了新商機(jī)。譬如精密機(jī)械、零器件及ICT產(chǎn)業(yè)，包括網(wǎng)通、主機(jī)板、控制芯片、軟件、馬達(dá)、電池等相關(guān)零組件等，高附加價(jià)值的特性，也造就了多樣化、且大量的市場(chǎng)需求。

打破“人形迷思”，機(jī)器人發(fā)展無限廣

　　當(dāng)機(jī)器人與人類生活接觸更多時(shí)，我們可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人已漸漸擺脫冰冷的機(jī)械外觀，研究人員也正設(shè)法讓機(jī)器人具有人類般的感知能力，如視覺、聽覺、觸覺甚至情緒傳感，并能有相對(duì)應(yīng)的回應(yīng)等。除了人形機(jī)器人，機(jī)器人的型態(tài)還開始因應(yīng)其不同的需求，出現(xiàn)更多可能性。一旦打破“人形迷思”，機(jī)器人的發(fā)展方向更將無限廣闊。

　　除了前述服務(wù)性應(yīng)用領(lǐng)域，智能機(jī)器人未來還能朝模仿生物的形態(tài)與功能的“仿生學(xué)”方向發(fā)展。譬如，美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃局贊助“航空環(huán)境公司”研究“黑寡婦”機(jī)器人，希望利用15公分長、仿真蜘蛛造型的小型飛行器偵測(cè)到衛(wèi)星也無法拍攝到的細(xì)節(jié)；伯克利大學(xué)也正在研究灰塵般大小的微形機(jī)器人，只要散布在空氣中就能讓一個(gè)個(gè)微小感應(yīng)器串聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)；黏在指尖上，不用鍵盤就可直接操作計(jì)算機(jī)；撒在冰箱內(nèi)就能監(jiān)控食物的新鮮程度的“智能型灰塵”。今年八月，英國科學(xué)家更發(fā)表了第一款可由腦組織控制、并以神經(jīng)元為動(dòng)力的機(jī)器人“Meet Gordon”。這種機(jī)器人可以植入腦中，協(xié)助理解更多腦部功能。

　　已成為世界的制造中心的中國，目前對(duì)于產(chǎn)業(yè)機(jī)器人及機(jī)器人自動(dòng)化成套裝備需求較為強(qiáng)勁，相關(guān)研究與基礎(chǔ)零組件也獲得國家科技發(fā)展規(guī)劃較多支持。但隨著智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅速，中國可藉由工具機(jī)發(fā)展累積的技術(shù)能力，涉足適用于嚴(yán)苛工作環(huán)境下之機(jī)器人，同時(shí)通過半導(dǎo)體零組件與相關(guān)設(shè)備的國產(chǎn)化，提高國內(nèi)機(jī)器人的技術(shù)。展望未來，機(jī)器人將不只是勞工、手術(shù)助理、指揮家、清潔人員和寵物，只要我們的想象力源源不絕，智能機(jī)器人也將為我們的生活帶來無限的驚喜。

參考文獻(xiàn)：

1，薛斐，從玩具到機(jī)床——機(jī)器人將會(huì)無所不在，電子產(chǎn)品世界，2008.6