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淺談人工智能與人形縫紉機器人

By Tom Wong(黃東運)

前不久, 在微信群裡面看到有人說自己有一個由若幹研究所學生組成的人工智能團隊, 隻要投資人出錢, 就可以實作任何老闆想要的東西包括夢想。我不禁啞言。

什麼是人工智能? 原子彈爆炸是人工智能嗎?衛星在天上飛是人工智能嗎? 我認為都不是, 原子彈爆炸是人類利用放射性元素的某個或某些實體特性而已。衛星上天也不過是人類利用無線電遙控技術控制一個物體沿地球作旋轉運動。美國一個女性科學家,使用大量的圖檔對卷積神經網絡(CNN)進行訓練, 實作了對某些圖像場景的認知,進而獲得某大型搜尋引擎公司的千萬美元投資, 年薪上百萬美金, 也隻不過是利用了人工智能技術裡面的一個分支作了點二維數字信号分類而已。專業點來講, 也就是模式識别。

非常有幸加入一個類人機器人項目的研發。在研發過程中發現, 有科技工作者直接将神經網絡直接當成大腦使用, 認為機器學習就是人工智能, 以為會使用 Python程式設計實作某個深度學習算法就等于掌握了人工智能技術。對此,我也是很感可笑,很無奈。十年前, 當人工智能專業的教授傳授 SVN, 神經網絡, 機器學習, 分布式智能控制的時候, Python裡面的大部分機器學習之類算法都有了, 隻不過那時很多網絡模型和算法大部分使用c或c++語言實作而已, Python那個時候還主要用在軟體測試領域。現在Python 提供了人工智能某些技術的應用接口,而這些接口被向來喜歡拿來主義的中國人學習掌握之後,Python俨然成了世界第一程式設計語言,一夜之間人工智能技術大規模應用的春天仿佛來臨。

人工智能技術特别是人形機器人還有很長的路要走。回過頭來回答什麼是人工智能,下面的等式是不成立的:

    神經網絡 = 人工智能 (1)

    深度學習或機器學習 = 人工智能 (2) 

理論界似乎對人工智能也沒有很嚴格統一的定義,很多科學家認為一個計算機系統有感覺和推導就是人工智能。我本人堅持下面有關人工智能定義的等式:

    感覺 + 知識 + 推導 = 人工智能 (3) 

感覺即通過各種傳感器感覺外界的有關圖像,語音,溫度等信号,知識即人類目前為止有關科學的,文化的,生産的各種知識,推導即使用各種感覺的信号加上已經掌握的知識做出某種反應,如預測,識别,判斷或決策等等。特别需要強調的是,使用知識是區分人工智能和非人工智能關鍵的要素,就像使用工具是區分人和動物一樣。下面是一些常見的三角形

淺談人工智能與人形縫紉機器人
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淺談人工智能與人形縫紉機器人
淺談人工智能與人形縫紉機器人

如果使用神經網絡如 CNN 來識别或感覺的話,在訓練的時候,可能就是對圖像進行降維,生成特征向量,形成一個超平面,讓它與其它幾何形狀圖像區分開來。由于同一個三角形可能會産生旋轉、縮放或變形,這樣就可能需要大量的圖像樣本進行學習,才能在識别階段,準确無誤地判斷圖像中哪些是三角形,哪些不是。如果讓具有一定幾何知識的人來告訴一個圖像中哪些是三角形并解釋理由,他/她會告訴你,三角形都有3條直邊,都有3個角。

相比之下,人使用幾何知識來判斷和識别一個圖像中的三角形,而神經網絡可能是使用統計分析或數值計算的方式來識别三角形。神經網絡及其訓練或學習的資料充其量隻是人工智能系統中的一類知識和附帶一點推導功能而已。

任何技術包括人工智能技術都是向前發展的,特别人工智能技術本身建立在計算機(在中文語義裡面,計算機誕生之初就是電腦)技術的基礎上。人工智能應用或發展到人形機器人是曆史發展的趨勢。既使很多高科技公司的技術大師或科學家擔心人工智能在未來可能會失控而呼籲人類慎重發展,但高智能的人形機器人還是會在未來的某一天來到我們的生活和工作當中。

能模拟人類現有操作方式完成自動縫紉的人形機器人(具有雙臂,眼睛和頭腦),從技術上來講是有可能實作的,雖然初期可能不是那麼完美。要完全實作人類的縫紉動作,還需要取決于兩個關鍵技術的突破,機器視覺和執行機構。更具體來說,是類人的眼睛和類人的手。

淺談人工智能與人形縫紉機器人
淺談人工智能與人形縫紉機器人

使用相機進行圖像感覺屬于人工智能的資訊感覺系統的一個重要組成部分,學術上叫機器視覺或計算機視覺,現有的技術不論從硬體還是從軟體上來看,還離人類的眼睛有不少距離。類人的手,是學術上常引用的執行機構。執行機構不是人工智能的一部份,因為一隻斷掉的手和一條鹹魚或鐵疙瘩沒有什麼差別。但迄今為止,世界上還沒有一種類似執行機構,能模仿人類手指能做出各種靈巧動作。

是以,目前想要将類人機器人(Humanoid Robot)投入到工業自動化生産或智能化生産,完成各種柔性生産操作,隻能使用變通的方式來完成,如使用特制的小治具協助并不太靈巧的機器手,使用多個相機模拟實作人的眼睛功能等等。當然,這個機器人不是自動化裝置,是有一定智力的。因為它有知識,會感覺,能推導,雖然還不會叫媽媽。

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