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機(jī)器人4.0包括自主學(xué)習(xí)、場景自適應(yīng)、知識圖譜應(yīng)用等等。機(jī)器人4.0是需要數(shù)字孿生的，機(jī)器人數(shù)字孿生可以與物理實(shí)體機(jī)器人在數(shù)字虛擬空間和物理實(shí)體空間實(shí)現(xiàn)雙向映射、動態(tài)交互和實(shí)時連接。它要體現(xiàn)閉環(huán)性，感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行的閉環(huán)控制。

2022世界機(jī)器人大會領(lǐng)航峰會于8月19日召開，中國工程院院士、華中科技大學(xué)教授李培根院士發(fā)表“智能—機(jī)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(jī)器人智能和平臺，這個不用解釋。第二是機(jī)器—人智能增強(qiáng)，大家看機(jī)器和人之間有一個橫杠，主要講機(jī)器和人之間相互智能增強(qiáng)。

第一個話題，現(xiàn)在講機(jī)器人4.0

機(jī)器人1.0、2.0我們已經(jīng)經(jīng)歷了，現(xiàn)在處于機(jī)器人3.0的情況，包括現(xiàn)在講人機(jī)協(xié)作等等。我們即將進(jìn)入機(jī)器人4.0，機(jī)器人4.0包括自主學(xué)習(xí)、場景自適應(yīng)、知識圖譜應(yīng)用等等。

機(jī)器人4.0是需要數(shù)字孿生的，機(jī)器人數(shù)字孿生可以與物理實(shí)體機(jī)器人在數(shù)字虛擬空間和物理實(shí)體空間實(shí)現(xiàn)雙向映射、動態(tài)交互和實(shí)時連接。它要體現(xiàn)閉環(huán)性，感知、認(rèn)知、決策、執(zhí)行的閉環(huán)控制。共生體現(xiàn)在機(jī)器人設(shè)計開發(fā)階段，也體現(xiàn)在機(jī)器人運(yùn)行階段，就是數(shù)字孿生結(jié)合機(jī)器人實(shí)體相互影響。

場景數(shù)字孿生需要多模態(tài)感知融合、自適應(yīng)交互，在開放環(huán)境自主移動機(jī)器人要避障、交互、操作需要很多傳感器，大部分?jǐn)?shù)據(jù)在時間同步前提下進(jìn)行傳感，需要調(diào)用不同復(fù)雜度算法模塊，包括硬件系統(tǒng)、邊緣計算都會用上。

機(jī)器人4.0會用到知識圖譜的技術(shù)，我們知道知識圖譜也是人工智能里重要的技術(shù)，機(jī)器人知識圖譜應(yīng)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(guān)系要和時間聯(lián)系在一起，以前它不需要和時間緊密聯(lián)系起來，機(jī)器人應(yīng)用不一樣，需要記錄環(huán)境里不同時間人和物發(fā)生事件等等相關(guān)訊息，這一點(diǎn)和以前不一樣，這個我們需要注意。

現(xiàn)在開始談?wù)撛苹瘷C(jī)器人也有叫云端機(jī)器人，云端機(jī)器人簡單講是大腦在云端，好處是什么呢?信息和機(jī)器供給，云端大腦可以控制很多機(jī)器人，可以匯集來自所有連接機(jī)器人視覺、語音各種信息。再就是平衡計算復(fù)雜，因?yàn)榇竽X在云端可以降低機(jī)器人本體硬件需求，否則計算都在機(jī)器人本體對硬件要求更高。再就是系統(tǒng)合作，我們可以設(shè)想在大工地上，把未來智能工程機(jī)械看成機(jī)器人，不同類型工程機(jī)械大家一起協(xié)同合作，這是云端大腦才能夠更有效統(tǒng)一調(diào)度控制等。它的好處是獨(dú)立于本體持續(xù)升級，你可以說智能發(fā)展、軟件升級，機(jī)器人借助云端大腦可以獨(dú)立于本體持續(xù)升級。

云端機(jī)器人需要一個操作系統(tǒng)，Google手機(jī)、Android和蘋果都有操作系統(tǒng)，以后云端機(jī)器人也需要操作系統(tǒng)，現(xiàn)在海寶機(jī)器人公司搞海睿OX是云端機(jī)器人操作系統(tǒng)，這個平臺部署了人工增強(qiáng)和智能機(jī)器學(xué)習(xí)算法等等。

這個平臺強(qiáng)調(diào)開元開放，供開發(fā)者在門戶共享資源，包括物理世界場景、數(shù)據(jù)模型、機(jī)器人孿生模型、人工智能算法、機(jī)器人技能等等。有了開發(fā)者生態(tài)，對于云端機(jī)器人商業(yè)發(fā)展是非常有好處的。

還有支持人機(jī)交互平臺，前年底斯坦福李飛飛組推出全新模擬環(huán)境叫iGibson，可以為大型交互場景交付任務(wù)開發(fā)機(jī)器人解決方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可交互性操作。可以提供超過12000額外交互場景，總而言之為機(jī)器人特定應(yīng)用提供好的基礎(chǔ)平臺。

英特爾中國研究院提出面向機(jī)器人4.0的HERO系統(tǒng)平臺，右邊這個圖里包括機(jī)器人3.0、機(jī)器人4.0，用戶有特定應(yīng)用都可以利用這個平臺，機(jī)器人4.0部分更多支持自適應(yīng)場景和持續(xù)學(xué)習(xí)。包括知識圖譜，可以針對特定應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展該領(lǐng)域通用知識圖譜。

第二個話題，機(jī)器和人相互之間智能增強(qiáng)

從上世紀(jì)60年代開始，人們想著生物和技術(shù)交織在一起的生命體，有人把它稱為賽博格，有學(xué)者講人能夠把所有技術(shù)都用于知識和拓展的構(gòu)造體。我們現(xiàn)在有兩種類型軀體可以選擇，一種是真實(shí)的軀體，是通過體內(nèi)液體流動與真實(shí)世界相聯(lián)，再是虛擬軀體，通過電子流動與世界相聯(lián)。

我們通常講“AI”，還有一種是“IA”就是智能增強(qiáng)，IA強(qiáng)調(diào)借助機(jī)器加強(qiáng)或者拓展人類智能，而不是完全取代人類的能力。這一點(diǎn)非常重要是人和機(jī)器和諧共處，智能增加人類有效掌控機(jī)器，讓機(jī)器為人類服務(wù)而不是相反。機(jī)器干機(jī)器該干的活，人干人該干的事。

這里一個例子是機(jī)器人在做裝配工作，工人和機(jī)器交互，大家看右邊工人操作手柄，機(jī)器人動作感知有視覺、觸覺等等，通過手柄可以實(shí)時反饋，操作者根據(jù)反饋實(shí)現(xiàn)裝配過程精準(zhǔn)控制。根據(jù)機(jī)器人智能程度增加，機(jī)器和人能力相互增強(qiáng)，人不斷操作實(shí)踐中機(jī)器人可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)，所以機(jī)器人變的越來越聰明，機(jī)器人幫助工人更好地裝配機(jī)器等等，所以機(jī)器和人相互增強(qiáng)能力。

在這個機(jī)器人公司，他們搞操作平臺，是一個云端機(jī)器人人機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，這里有一個機(jī)器人訓(xùn)練師平臺。可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人人工增強(qiáng)訓(xùn)練和智能增長，人不斷提高機(jī)器人智能，可以感知增強(qiáng)，機(jī)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(bǔ)機(jī)器人能力不足。有認(rèn)知增強(qiáng)，以機(jī)器人為載體，獲得融合感知數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，人可以輔助AI進(jìn)行認(rèn)知增強(qiáng)，包括行為增強(qiáng)。

把能力牽引物理機(jī)器，可以通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練，不斷地提高機(jī)器人的智能。我們仔細(xì)想一想，人類某一個特定環(huán)境中與外界交互的方式，這是人類學(xué)習(xí)各種技能的方法，機(jī)器人也是如此，他在某一種環(huán)節(jié)里通過交互，也是自身能力的提升。

我們在設(shè)計智能機(jī)器人的時候一個很重要考慮是怎么通過數(shù)字孿生智能體虛實(shí)結(jié)合，能夠把能力牽引到物理機(jī)器人上。

在智能時代，工人、技師等等并非是無所作為，因?yàn)槿说慕槿耄覀冊趺词怪悄芟到y(tǒng)智能增強(qiáng)，因?yàn)闄C(jī)器智能怎么使人的能力增強(qiáng)，這是我們需要考慮的。

我覺得一個很重要的，隨著智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，他可以延伸人的存在，這是物理機(jī)器人和特定人的融合。機(jī)器人融合某個人的意識，機(jī)器人感知也可以成為某個人的感知。在工業(yè)環(huán)境中間，某些場合下這種應(yīng)用也是非常需要的，我們可以設(shè)想類似于福島核電站當(dāng)年事故，在那種場合下假如融合人意識的機(jī)器人在那里工作的話。

生活中間機(jī)器人作為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(jī)器人的替身像我出去旅行一樣，這意味著人存在的延伸。

這幾年大家注意到元宇宙的概念，以后機(jī)器人元宇宙也是需要關(guān)注的。元宇宙相當(dāng)于是實(shí)體互聯(lián)網(wǎng)，就是人不僅可以在其中看內(nèi)容，還能夠置身其中，元宇宙也可以包含機(jī)器人。從工業(yè)應(yīng)用來講，未來制造物理空間、設(shè)計者構(gòu)思空間，這些都可以映射到數(shù)字與物理交織、虛擬與現(xiàn)實(shí)融合的“一虛一實(shí)”制造元宇宙中，目的是通過制造元宇宙，未來能夠使物理的制造活動更有序、更優(yōu)化。

有一個問題是對于智能機(jī)器人研究者注意的，智能機(jī)器人當(dāng)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類所能表達(dá)的內(nèi)容。很簡單是騎自行車，一般人都會騎自行車，你把怎么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(dá)、口頭表達(dá)不可能，我們表達(dá)不出來，越是底層本能性的技能，越難以進(jìn)行編程和模擬。

計算科學(xué)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，一些下意識行為，比如行走、視覺等等，這個模擬需要巨大的算力，這里有一個問題我們需要思考是可智能化。我們是不是只要有可能進(jìn)行智能期化就一定可智能化，實(shí)際上我前面講人和機(jī)器人相互增強(qiáng)能力。未來我們思考問題的時候還要考慮到算力，包括以后低碳等等，不能夠一味地考慮完全替代人。

我今天講了這些話題，機(jī)器人智能平臺以后走向開放環(huán)境，包括機(jī)器人數(shù)字孿生，人和機(jī)器人協(xié)同，人和機(jī)器人怎么相互增強(qiáng)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(jī)器人，是不是一種新的生命體，有可能存在于元宇宙中間，這是未來的遠(yuǎn)景。

我今天說到這里，謝謝大家!

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