人工智能的前沿: 人工智能的主要研究和开发领域是什么?

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人工智能工作通常分为若干子领域,这些子领域解决常见的,虽然困难的实际问题或需要不同的工具或技能。其中一些更为突出的是机器人,计算机视觉,语音识别和自然语言处理。下面简要解释每一个。


 


什么是机器人?


机器人技术应该需要很少的描述它涉及构建能够执行物理任务的机器。大多数人认为机器人模仿人类形态,但当然这并不是必需的。许多正在进行的工作旨在开发更轻,更灵活,更强大的材料和控制方法以及新颖的设计(通常受到自然的启发),但真正区分人工智能的机器人研究与更多的自动化机械自动化的尝试是构建能够执行更一般任务类的设备。例如,存在各种专用机器,其将特定食品和产品包装到运输纸箱和容器中。但是,创建能够处理各种形状,尺寸,重量和脆弱性的单一设备仍然是人工智能的最前沿挑战。1这里的主要问题是适应变化或混乱


 


他们不断转变的环境。在这方面,机器人研究的标志性成就是自动驾驶车辆,它可以驾驶道路并与人控车辆,自行车和行人协调空间,尽管伴随着新奇和不可预测性。


人工智能技术通过让机器人在人们无法工作的地方工作,打开了全新的经济机会前景。机器人对于各种各样的任务来说都是非常有价值的,这些任务对于人来说太危险或太昂贵。这些可能是采矿或耕种海底,通过用昆虫特定的机械捕食者瞄准它们来清除农业害虫,或清理工业事故。


一个显而易见的领域是探索太空。1993年,美国宇航局派出了七名载人航天飞机,负责维修哈勃空间站; 目标是执行一个非常精确的操作来纠正太空望远镜的光学系统。这是哈勃五次载人维护任务中的第一次。2 2004年,认真考虑使用一架名为Dextre的双臂加拿大机器人代替宇航员进行最后的任务,但鉴于当时最先进的技术,它被认为风险太大。3尽管如此,对于我们可能希望在不久的将来在地球上执行的各种任务,机器人设备可能更加实用,例如分析地质样本,搜索生物生命,挖掘类似物,以及转移其路径威胁地球的天文体。NASA火星探测器机遇好奇心是这种方法的主要例子,尽管它们依赖AI技术的程度尚不清楚。4


言归正传,最近的DARPA机器人技术挑战是由于人员在熔化后难以进入福岛核电站。5团队竞争让他们的机器人执行各种常见任务,例如驾驶多功能车,打开门,定位和关闭阀门,以及将消防水带连接到立管。


 


Eldercare是另一个积极的机器人研究领域,由许多西方社会的人口老龄化推动,特别是在日本。正在进行一些努力,为体弱者,老年人和丧失能力的人提供机器人援助,但最实际的是专注于特定任务,例如确保患者服用药物或帮助他们从床上移到轮椅上。6尽管你在机器人和弗兰克等电影中看到的是,家庭机器人距离提供人类照顾者通常提供的一般辅助还有很长的路要走。7


一类独特的辅助机器人提供了与身体舒适相对应的心理。例如,治疗机器人Paro为认知受损的患者提供动物疗法的益处。8模仿毛茸茸的小海豹的外观,它对握持,抚摸等作出反应。帕罗已被证明可以改善社交,增加放松,并提高动力。然而,这些人为的情感机器人并非没有争议。研究技术社会影响的麻省理工学院教授Sherry
Turkle
警告说,鼓励情感联系的机械设备本质上是消极的,可能对人际关系有害。9


然后有娱乐机器人。这些通常采用拟人形式,如迪斯尼乐园等主题公园中常见的预编程动画人物,但更具灵活性和互动性。来自Alderbaran RoboticsSoftBank MobilePepper尝试阅读您的意图并做出适当的回应。10它目前用于向日本SoftBank商店的访客致意,在那里它可以回答有关产品和服务的有限问题,但其主要价值在于吸引并取悦客户。还有许多代互动玩具机器人。从孩之宝的Furby到索尼的机器人狗AIBO(最近退出生产),这些小工具旨在吸引儿童和魅力成人,提高其复杂性和反应能力。11


 


个人机械仆人的梦想与动物学本身一样古老,但在经典动画电视节目The JetsonsRosie风格的人形女仆的流行形象仍然是一个遥远的梦想。Roomba自动吸尘器(来自iRobot)实现了最先进的技术,该吸尘器在地板和地毯上乱窜,避免了台阶,在电量不足时将自身停靠在充电站,并且通常试图远离您的做其工作的方式。最新版本(截至本文撰写时)是Roomba 980,它逐渐建立了您家的地图,以确保它彻底清洁您的整个空间,而以前的版本只是随意乱窜。12


该领域最令人兴奋的最新发展之一被称为群体机器人。大型相对简单的统一机器人集合按规则编程,当这些机器人聚集应用于整个群体时,机器人表现出复杂的行为,称为突发行为。在蚁丘和蜂箱中观察到同样的效果,其成员作为社区解决的问题远远超出任何个人的理解或能力。虽然群体机器人可以是任何大小,但许多研究集中在小型(昆虫大小)或微观(纳米机器人)尺度上。这些设备的集合可以一起执行某些任务,例如,找到陷入倒塌建筑物的人或检测有毒溢出物。它们通常通过形成ad hoc网络或与附近单元进行对等通信来协调。


很难夸大这项技术的潜在利益和危险。从积极的方面来说,它可以促进巨大的医学进步,例如从体内进行无创手术。想象一下,注射器中充满了大小与T细胞相当的机器人,模仿免疫系统的功能,能够寻找和攻击血源性癌症。或者一个装满蟑螂大小的机器人的鞋盒,它们四处乱窜,从地板和墙壁上收集灰尘,将它们的赏金塞进一个小袋子里,便于处理。想象一下释放


 


数以千计的摩尔大小的机器人探索地下矿物,随后是小型机器人矿工。


但也存在重大危险。可能治愈血源性癌症的相同技术可以用来杀死你,甚至可能控制你。13任何试图从厨房中消灭蚂蚁的人都知道,防止一支小型有组织的军队入侵是多么困难。群体机器人的潜在军事或恐怖主义应用真的太可怕了。


多机器人协作的相关研究,通常是在更大规模上,旨在动态地协调机器人组的活动,通常来自某些集中计算资源。例如,亚马逊于2012年购买的仓库管理机器人公司Kiva Systems协调一系列机器人的行动,将货架上的产品带到(人类)订单包装商。14为了激发和促进多机器人系统的研究,RoboCup竞赛每年举行一次,其中团队竞争赢得机器人足球比赛(正式名称是机器人足球世界杯)。15


军事申请太多,也许是危险的。虽然流行的想象力让人想起终结者式的机器人士兵在战场上奔跑的战争,但事实却截然不同。军用机器人不会被设计为使用武器,他们武器。例子包括可以识别目标并自主射击的枪支,可以向精确位置提供爆炸性炸药的飞行无人机,以及仅在特定敌方车辆在范围内时爆炸的地雷。可能性非常令人不安,联合国和军事机构正在作出重大努力,研究使用这种精确弹药来支持或替换战区人员的道德和功效。16当前的共识是,作为一个谨慎的问题,人类应该在触发之前为所有目标决策循环,但是这并不完全清楚,这是实际的,或在道德上是可靠的,因为要求这种审查可能会危及生命。


 


与其他一些更明确的人工智能应用相比,机器人技术不同于简单的设备,这些设备执行死记硬背的行动(在工厂中很常见),也适用于感知环境,理性,采取行动并调整计划的复杂系统。新的观察,所以该领域的边界远非清晰。但要记住,实际进展大大落后于公众的看法是有帮助的。很容易拍摄一个有着大眼睛的引人入胜的机器人的视频,以及一个富有表现力的面孔,以适当的方式与训练有素的演示者进行交互,但这些系统在很大程度上比人们期望的要脆弱得多,至少到目前为止。对现有技术的更现实和滑稽的介绍是由IEEE Spectrum编制并设置为音乐的机器人故障视频杂志,可在YouTube上找到。17


 







 




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