香港大学新兴技术研究所所长席宁:机器人的发展给互联网提供了新的应用
IEEE Fellow,香港大学工业及制造系统系机器人与自动化讲座教授,香港大学新兴技术研究所所长席宁发言 摄影:邓晨曦
国际在线消息:12月4日,乌镇互联网国际会展中心通安厅举行“前沿技术领域科学家高峰对话”分论坛。香港大学新兴技术研究所所长席宁在发言中表示,机器人的发展给互联网提供了新的应用,同时互联网的发展也推动了机器人的发展。
席宁:
我们知道我们的世界,首先是由物理系统组织的,像我们制造系统刚才讲了生产制造系统,还有服务系统、电力系统,这些都是物理系统。当然我们还有人,世界里面还有人,但是由于信息技术的发展,除了物理系统、人之外,我们出现了一个新的空间,这个里面组成了大量的数据、数学模型,之间有很多关系,首先这些数据是怎么来的?我们知道数据是从物理世界产生的,所以我们需要有传感器、物联网这些技术,从物理世界里得到这些数据,等得到这些数据以后,通过这些数据的处理,像我们人工智能这些技术都是对数据处理的方法,我们可以做一些决策,做出决策以后,我们希望反过来作用回物理世界,改变物理世界,让物理世界更有效,更好的服务我们。
同时这个数据也作用于人,这个数据和物理世界之间的相互作用我们需要工具,这个工具就是机器人,所以机器人传统的概念是一个机器,是做人不愿意做的事,但是在现代信息技术的时代。同时我们知道这个数据跟人之间的关系,首先数据要给这个人,咱们AR、VR技术都是技术,所以人同时也产生技术,但这些东西的实现,产生数据、传输数据以及数据物理世界的互相作用都是通过互联网来实现的。所以互联网通过数据联系人,现在用物联网通过数据联系物,最终物理世界、人等等通过互联网联系起来,这个就是我们说的,怎么设计我们将来所达到的智能社会的一个很重要的部分,所以从这个关系领域可以看出机器人变成了数据到物理世界、数据到人之间的过程,所以互联网技术、信息技术的发展给机器人的发展提供了新的机遇和挑战。
我们现在回过头来看一下机器人的发展,机器人现在很热,现在人工智能、机器人都是新兴技术有很多人对这个感兴趣。机器人的出现,最开始代替人,做人不愿意做的事情,机器人是做繁琐、危险、比较脏的工作,但是由于新技术的发展,新技术的出现,机器人从简单的代替人,做人不愿意的事情,变成了一个扩展人的能力,做人做不了的事情。
首先我们知道信息技术,网络互联网是信息技术里面很重要的一部分,以信息技术与机器人的结合,给机器人创造了很多新的机遇,同时机器人也推动了互联网技术的发展。互联网我们刚才所说的叫做信息高速公路,但是你跟机器人结合起来以后,机器人与互联网不仅能够传输数据,同时还可以传输动作,你可以在远处控制机器人,让机器人做一些人想做的事情,人够不着的地方,同时机器人可以把远处的物理信息向感觉、触觉传回来,所以现在的互联网不是简单的,不仅传输数据,同时也传输动作,传输我们的感觉。
这个就扩展了大大的应用机器人,所以现在机器人不仅仅是代替人、扩展人的能力,帮助人克服由距离给人类带来的困难,这个是人类发展里面很重要的一步,刚开始我们知道之所以有汽车、火车,这个都是要克服距离给我们带来的困难,但是互联网和机器人的结合产生了一种新的方式来克服距离给人类带来的困难,所以扩展了人,克服距离困难这方面的能力。
当然还有纳米技术,纳米技术小手机器人也可以帮人,克服尺度给人们带来的困难,所以纳米机器人、微纳米机器人,这一块就不详细讲了。
再一个是环境,通过机器人的帮助,我们可以进入那些很难进入的环境,所以扩展了,克服了环境给人带来的困难。综合来讲,机器人技术的发展,新的挑战,我们叫做超限机器人,超过人的限度,扩展人的能力等给我们人类带来的困难。
所以今天着重讲一下网络技术和信息技术怎么样跟机器人结合,克服距离给我们带来的困难,开展新的应用。首先把概念介绍一下,我们讲几个具体应用的例子。
当然应用很广,可以教育、制造,我们可以远途通过机器人操作生产设备,我们可以给病人看病,可以治疗,有很多这方面的应用,但是要达到这些有效的应用,人做一件事情,有动作,我们的手去做,同时有反馈,当然有视觉的反馈,我们能看见,还有触觉的反馈,我们能摸到,触觉也是非常重要的,所以让机器人有效的在远处帮助我们做一些事情,我们必须有效的通过互联网传输这些动作,而且得到视觉、触觉这样的信息,这样我们才能够有效的做这个工作。
这里面的挑战很大,我们不仅要控制机器人,同时要把机器人得到的信息,感觉这些信息传过来,而且有效的给人浮现出来,就像你身临其境操作一样。触觉是非常重要的,我们大家可以做一个实验,你系鞋带用手,可以把眼睛蒙上也很容易给系上,但是戴一个手套的话你系鞋带就非常的困难。所以你要做到这一点,要有效的进行操作,你要有效的收到传感器的反馈,同时还要同步,而且你控制也要同步,所以这样就对网络的要求提出新的要求,对网络的带宽等等都有新的要求,所以机器人在跟网络的结合以及对网络的发展提出了新的挑战。
下面我给大家举一个例子,这是我们开发的一个系统,做诊断,我们知道乳腺癌是一种非常多见的肿瘤,常规的诊断方法是通过X光进行诊断,但是X光只能诊断出85%的肿瘤,由于肿瘤的特殊位置,所以这时候依靠医生的手诊,就是触摸,跟医生的经验很有关系,没有经验的医生摸着也不知道是瘤子,所以边远地区没有很有经验的医生,我们能不能开发一个机器人系统,让远处的通过机器人进行诊断,触觉通过网络传过来然后浮现出来,医生在他的办公室里摸到病理一样,这样开始进行诊断。这里面有几个很关键的技术,第一、传感器你要把触觉感觉到,数字化通过网络传到远处。再一个浮现技术,这样医生可以感觉到。同时医生要控制机器人移动进行诊断,所以你这个控制和反馈之间要有协调,我们知道是一个随机的,所以怎么样在一个随机的通讯条件下,怎么样很好的控制机器人保持稳定,保持同步,进行诊断,所以这些技术问题是这个里面应用的一个很关键的问题。
这个就是在病人这边可以看到医生,医生可以看到病人,同时医生可以控制机器人进行诊断,同时还有超声把这些信息传过来,这是一个例子。
再有我们知道照顾老,中国到2035年真正进入老龄社会,三分之一的人都是65岁以上,这时候传统的养老方式就不行了,下一代照顾上一代,由于中国实行独生子女,所以我们依赖于技术,网络机器人是这里面很好的应用前景,你可以通过机器人给提供这种老人服务。
同时,你还可以有物联网,你把人的一些生理特征通过网络传过来,传到远处,传给医生,传给你的子女,所以互联网跟机器人的结合在将来面对老龄社会起到一个很大的作用。
再有生产自动化的应用,这是一个实际的例子,这是我们开发的一套系统给福特公司,福特公司生产了汽车座椅,以前都是靠检查汽车座椅的质量,有一些人去摸一摸,这是主观的检测,但是不能数字化,现在他把制椅子给墨西哥了,给墨西哥以后你要给他提出质量控制的指标,所以需要有一个方法把这个东西数字化,同时他想控制这个质量,他在墨西哥生产,但是他希望能够感觉到这个椅子,所以我们把传感器跟机器人结合,质量控制的人远程控制机器人摸这个椅子,他也可以感觉到这个椅子的质量,对椅子进行检测。
除了检测之外,以后你到车行买车,他给你一个装置,你把手放到上面,不同的数字模型产生不同的感觉,你感觉椅子的软硬是不是你要求的等等,直到你比较满意的感觉的时候,他可以给你按照那个指标给你做出那个椅子。这个里面机器人传感器跟网络的结合就会产生很多系的商机,当然有新的挑战,我们要克服这个挑战。
总结下来,机器人的发展给互联网提供了新的应用,同时互联网的发展也推动了机器人的发展,在下面十年,由于物联网技术与传感器技术、机器人技术和互联网,包括5G、通讯这些东西的发展,到了一个爆发点,所以今后的十年,我们希望抓住机遇,为这一块的发展做出贡献。