李培根院士：我們即將進入機器人4.0時代

來源：汽車俱樂部Plus、國家智能製造專家委員會

轉自：工業互聯說

2022 世界機器 人大會領航峰會於8月19日召開，中國工程院院士、華中科技大學教授李培根院士發表“智能—機器—人”的分享。

李培根：各位嘉賓、女士們、先生們：

下午好！

我從兩方面說，一是機器人智能和平臺，這個不用解釋。第二是機器—人智能增強，大家看機器和人之間有一個橫槓，主要講機器和人之間相互智能增強。

第一個話題，現在講機器人4.0

機器人1.0、2.0我們已經經歷了，現在處於機器人3.0的情況，包括現在講人機協作等等。我們即將進入機器人4.0，機器人4.0包括自主學習、場景自適應、知識圖譜應用等等。

機器人4.0是需要數字孿生的，機器人數字孿生可以與物理實體機器人在數字虛擬空間和物理實體空間實現雙向映射、動態交互和實時連接。它要體現閉環性，感知、認知、決策、執行的閉環控制。共生體現在機器人設計開發階段，也體現在機器人運行階段，就是數字孿生結合機器人實體相互影響。

場景數字孿生需要多模態感知融合、自適應交互，在開放環境自主移動機器人要避障、交互、操作需要很多傳感器，大部分數據在時間同步前提下進行傳感，需要調用不同複雜度算法模塊，包括硬件系統、邊緣計算都會用上。

機器人4.0會用到知識圖譜的技術，我們知道知識圖譜也是人工智能裡重要的技術，機器人知識圖譜應用和一般百科知識類知識圖譜有些不一樣。簡單地講，時空之間的關係要和時間聯繫在一起，以前它不需要和時間緊密聯繫起來，機器人應用不一樣，需要記錄環境裡不同時間人和物發生事件等等相關訊息，這一點和以前不一樣，這個我們需要注意。

現在開始談論雲化機器人也有叫雲端機器人，雲端機器人簡單講是大腦在雲端，好處是什麼呢？信息和機器供給，雲端大腦可以控制很多機器人，可以彙集來自所有連接機器人視覺、語音各種信息。再就是平衡計算複雜，因爲大腦在雲端可以降低機器人本體硬件需求，否則計算都在機器人本體對硬件要求更高。再就是系統合作，我們可以設想在大工地上，把未來智能工程機械看成機器人，不同類型工程機械大家一起協同合作，這是雲端大腦才能夠更有效統一調度控制等。它的好處是獨立於本體持續升級，你可以說智能發展、軟件升級，機器人藉助雲端大腦可以獨立於本體持續升級。

雲端機器人需要一個操作系統，Google手機、Android和蘋果都有操作系統，以後雲端機器人也需要操作系統，現在海寶機器人公司搞海睿OX是雲端機器人操作系統，這個平臺部署了人工增強和智能機器學習算法等等。

這個平臺強調開元開放，供開發者在門戶共享資源，包括物理世界場景、數據模型、機器人孿生模型、人工智能算法、機器人技能等等。有了開發者生態，對於雲端機器人商業發展是非常有好處的。

還有支持人機交互平臺，前年底斯坦福李飛飛組推出全新模擬環境叫iGibson，可以爲大型交互場景交付任務開發機器人解決方案，實現機器人可交互性操作。可以提供超過12000額外交互場景，總而言之爲機器人特定應用提供好的基礎平臺。

英特爾中國研究院提出面向機器人4.0的HERO系統平臺，右邊這個圖裡包括機器人3.0、機器人4.0，用戶有特定應用都可以利用這個平臺，機器人4.0部分更多支持自適應場景和持續學習。包括知識圖譜，可以針對特定應用領域擴展該領域通用知識圖譜。

第二個話題，機器和人相互之間智能增強

從上世紀60年代開始，人們想着生物和技術交織在一起的生命體，有人把它稱爲賽博格，有學者講人能夠把所有技術都用於知識和拓展的構造體。我們現在有兩種類型軀體可以選擇，一種是真實的軀體，是通過體內液體流動與真實世界相聯，再是虛擬軀體，通過電子流動與世界相聯。

我們通常講“AI”，還有一種是“IA”就是智能增強，IA強調藉助機器加強或者拓展人類智能，而不是完全取代人類的能力。這一點非常重要是人和機器和諧共處，智能增加人類有效掌控機器，讓機器爲人類服務而不是相反。機器幹機器該乾的活，人幹人該乾的事。

這裡一個例子是機器人在做裝配工作，工人和機器交互，大家看右邊工人操作手柄，機器人動作感知有視覺、觸覺等等，通過手柄可以實時反饋，操作者根據反饋實現裝配過程精準控制。根據機器人智能程度增加，機器和人能力相互增強，人不斷操作實踐中機器人可以進一步學習，所以機器人變的越來越聰明，機器人幫助工人更好地裝配機器等等，所以機器和人相互增強能力。

在這個機器人公司，他們搞操作平臺，是一個雲端機器人人機結合的系統，這裡有一個機器人訓練師平臺。可以實現機器人人工增強訓練和智能增長，人不斷提高機器人智能，可以感知增強，機器人某些特定感知能力甚至超過人的能力。但是話講回來，有不可能全面超過人感知能力，人有相近知識和常識能夠快速識別一些東西，可以彌補機器人能力不足。有認知增強，以機器人爲載體，獲得融合感知數據基礎上，人可以輔助AI進行認知增強，包括行爲增強。

把能力牽引物理機器，可以通過強化學習進行訓練，不斷地提高機器人的智能。我們仔細想一想，人類某一個特定環境中與外界交互的方式，這是人類學習各種技能的方法，機器人也是如此，他在某一種環節裡通過交互，也是自身能力的提升。

我們在設計智能機器人的時候一個很重要考慮是怎麼通過數字孿生智能體虛實結合，能夠把能力牽引到物理機器人上。

在智能時代，工人、技師等等並非是無所作爲，因爲人的介入，我們怎麼使智能系統智能增強，因爲機器智能怎麼使人的能力增強，這是我們需要考慮的。

我覺得一個很重要的，隨着智能機器人技術的發展，他可以延伸人的存在，這是物理機器人和特定人的融合。機器人融合某個人的意識，機器人感知也可以成爲某個人的感知。在工業環境中間，某些場合下這種應用也是非常需要的，我們可以設想類似於福島核電站當年事故，在那種場合下假如融合人意識的機器人在那裡工作的話。

生活中間機器人作爲替身也是非常有意義的，老年人、殘障人士我想外出旅行，假如說機器人的替身像我出去旅行一樣，這意味着人存在的延伸。

這幾年大家注意到元宇宙的概念，以後機器人元宇宙也是需要關注的。元宇宙相當於是實體互聯網，就是人不僅可以在其中看內容，還能夠置身其中，元宇宙也可以包含機器人。從工業應用來講，未來製造物理空間、設計者構思空間，這些都可以映射到數字與物理交織、虛擬與現實融合的“一虛一實”製造元宇宙中，目的是通過製造元宇宙，未來能夠使物理的製造活動更有序、更優化。

有一個問題是對於智能機器人研究者注意的，智能機器人當然要替代人很多技能，不光是體力包括腦力等等有一個波拉尼悖論，人類掌握技能和知識遠遠超過人類所能表達的內容。很簡單是騎自行車，一般人都會騎自行車，你把怎麼騎自行車說的很清楚，或者我要教給一個不會騎自行車的人騎自行車，通過語言或者書面表達、口頭表達不可能，我們表達不出來，越是底層本能性的技能，越難以進行編程和模擬。

計算科學有莫拉維克悖論，需要推理能力越高的工作，比如下棋模擬需要算力反而少一些，一些下意識行爲，比如行走、視覺等等，這個模擬需要巨大的算力，這裡有一個問題我們需要思考是可智能化。我們是不是隻要有可能進行智能期化就一定可智能化，實際上我前面講人和機器人相互增強能力。未來我們思考問題的時候還要考慮到算力，包括以後低碳等等，不能夠一味地考慮完全替代人。

我今天講了這些話題，機器人智能平臺以後走向開放環境，包括機器人數字孿生，人和機器人協同，人和機器人怎麼相互增強能力，這是非常重要的，可智能化也是值得我們思考的。未來人存在延伸和人交織在一起的機器人，是不是一種新的生命體，有可能存在於元宇宙中間，這是未來的遠景。

我今天說到這裡，謝謝大家！