2025世界人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)會(huì)前不久落下帷幕。在為期三天的賽程中，機(jī)器人們?cè)谔飶?、武術(shù)、拳擊等26個(gè)賽項(xiàng)中展開(kāi)競(jìng)技，為觀(guān)眾帶來(lái)了一場(chǎng)科技與體育交相融合的視覺(jué)盛宴。此次運(yùn)動(dòng)會(huì)不僅是一場(chǎng)比賽，更是人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重要展示平臺(tái)。在比賽過(guò)程中，機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、人工智能、大模型、光學(xué)、傳感、材料等多學(xué)科技術(shù)得到檢驗(yàn)與推動(dòng)。
值此盛會(huì)，瞭望智庫(kù)專(zhuān)訪(fǎng)了清華大學(xué)自動(dòng)化系研究員趙明國(guó)，一起探討人形機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用。
重點(diǎn)不在于拿第一
瞭望智庫(kù)：您認(rèn)為前不久落幕的2025世界人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)會(huì)的意義在哪里？我們應(yīng)該怎樣看待類(lèi)似比賽暴露出的機(jī)器人存在的一些問(wèn)題？
趙明國(guó)：舉辦2025世界人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)會(huì)，包括今年4月在北京經(jīng)開(kāi)區(qū)舉辦的人形機(jī)器人半程馬拉松賽，很大的初衷是向社會(huì)進(jìn)行科普展示，希望更多人了解人形機(jī)器人能做什么。它具有科普和向社會(huì)推廣的意義。
目前是人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展和商業(yè)化的初期，大家對(duì)人形機(jī)器人的期望遠(yuǎn)高于它現(xiàn)在具有的能力，因此人們會(huì)看到馬拉松上出現(xiàn)的摔跤或者更換電池等問(wèn)題。這些問(wèn)題都是在面向大眾進(jìn)行的具有挑戰(zhàn)性的展示過(guò)程中暴露出來(lái)的。舉辦比賽的目的不是為了獲得名次，而是為了在比賽這樣的真實(shí)場(chǎng)景中發(fā)現(xiàn)更多問(wèn)題，并找準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展方向，進(jìn)行下一步的改進(jìn)，這樣后續(xù)迭代會(huì)更快。
具體來(lái)看，馬拉松比賽明顯體現(xiàn)出機(jī)器人在長(zhǎng)期工況下可靠性較低的問(wèn)題。正常情況下，在展示一個(gè)機(jī)器人的功能時(shí)，短時(shí)間之內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)電池問(wèn)題，即便有問(wèn)題，也不會(huì)暴露得那么明顯。然而，在比賽情景下的兩三個(gè)小時(shí)的跑步過(guò)程中，關(guān)節(jié)發(fā)熱摩擦以及電池續(xù)航等可靠性問(wèn)題充分暴露出來(lái)，這比平時(shí)做測(cè)試的時(shí)候暴露的問(wèn)題多，易于后期改進(jìn)。
同時(shí)，問(wèn)題的暴露也會(huì)讓大眾對(duì)目前人形機(jī)器人的發(fā)展情況有一個(gè)正確的認(rèn)知和了解。盡管人形機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)有了很大進(jìn)步，但是短期內(nèi)還不能進(jìn)入家庭服務(wù)。這讓大家的心里有一個(gè)合理的預(yù)期，而不是今年跑馬拉松，明年就能到家里幫忙做各種家務(wù)。它需要一個(gè)健康的發(fā)展速度，而非一氣呵成。
瞭望智庫(kù)：本次運(yùn)動(dòng)會(huì)除了傳統(tǒng)體育項(xiàng)目外，還增加了場(chǎng)景賽，例如酒店、醫(yī)藥和工廠(chǎng)場(chǎng)景。這些項(xiàng)目的設(shè)置考驗(yàn)了機(jī)器人的哪些性能和能力？未來(lái)希望看到哪些項(xiàng)目加入比賽？
趙明國(guó)：對(duì)于人形機(jī)器人而言，其核心基本能力有三點(diǎn)。第一點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)能力，例如速度、動(dòng)作難度、靈敏度等。第二點(diǎn)是導(dǎo)航能力，在移動(dòng)過(guò)程中，遇到障礙物它會(huì)有不同路線(xiàn)的選擇，如何選擇最優(yōu)路線(xiàn)。第三點(diǎn)是操作能力，例如抓取貨架上的物品。
如果一個(gè)系統(tǒng)想完美地將這三個(gè)能力組合起來(lái)，會(huì)面臨較大挑戰(zhàn)。我們?cè)O(shè)置這些比賽項(xiàng)目，從不同維度看，是在側(cè)重考察其中一項(xiàng)能力。比如，酒店機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景大部分都是平地，對(duì)輪式機(jī)器人較為友好，但是人流量大，所以對(duì)導(dǎo)航能力要求較高，對(duì)操作和移動(dòng)要求不高。比如，人形機(jī)器人參加拳擊或踢足球等體育賽事，對(duì)運(yùn)動(dòng)能力和導(dǎo)航能力要求較高，而對(duì)操作能力要求較低。不同任務(wù)對(duì)這三個(gè)要素的組合并不一致，但無(wú)論如何，幾乎每個(gè)移動(dòng)性機(jī)器人的測(cè)評(píng)都由這三部分組成。
對(duì)于期望看到加入的項(xiàng)目，我認(rèn)為不是專(zhuān)業(yè)人士、技術(shù)人員之間的純技術(shù)性的閉門(mén)比賽。既然向社會(huì)開(kāi)放，它就承載著科普的意義，我期望未來(lái)能多加入如球類(lèi)比賽、拳擊等不確定性較大的競(jìng)技類(lèi)項(xiàng)目，或人和機(jī)器人交互程度較高的項(xiàng)目。
場(chǎng)景類(lèi)比賽需要機(jī)器人完成的任務(wù)大都是固定的，可以向社會(huì)大眾展示能完成的某種操作和任務(wù)，但即使操作100遍，其基本邏輯不變，沒(méi)有太多不確定性。而競(jìng)技比賽所帶有的不確定性和觀(guān)賞性，能極大調(diào)動(dòng)大眾，特別是小朋友的好奇和熱情，長(zhǎng)期保持對(duì)人形機(jī)器人的關(guān)注。而對(duì)于交互性較強(qiáng)的項(xiàng)目，例如制作咖啡比賽，觀(guān)眾可以表達(dá)自己希望制作什么樣的咖啡，增強(qiáng)交流互動(dòng)和參與度。
由簡(jiǎn)單到復(fù)雜
瞭望智庫(kù)：人形機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展有何特點(diǎn)？目前技術(shù)上的挑戰(zhàn)有哪些？您的團(tuán)隊(duì)取得了哪些成果？
趙明國(guó)：人形機(jī)器人的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的變化，尤其是傳感器越來(lái)越多。以前工業(yè)機(jī)器人除了內(nèi)部傳感器之外，對(duì)外部環(huán)境只需要簡(jiǎn)單的信息判斷，確定是或否即可，剩下的工作按照固定程序完成。
協(xié)作機(jī)器人在每個(gè)關(guān)節(jié)或者末端需要力矩傳感器檢測(cè)是否與物體碰撞，是否對(duì)人造成傷害，并做出綜合判斷。同時(shí)，還需要通過(guò)視覺(jué)等傳感器檢測(cè)周?chē)欠裼姓系K物。
除了上述之外，未來(lái)在有人的環(huán)境中，人形機(jī)器人還需要更復(fù)雜的傳感器。我們希望機(jī)器人未來(lái)有皮膚，能夠感受到溫度的變化，有更靈敏的觸覺(jué)，并且視覺(jué)范圍更大。甚至有些人希望有第六感，超出正常人的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)。因此，對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)而言，傳感器的樣式、種類(lèi)和數(shù)量都會(huì)增加。
這帶來(lái)了大量的數(shù)據(jù)。我們需要復(fù)雜算法處理這些數(shù)據(jù)得到正確結(jié)論，因此人形機(jī)器人核心的計(jì)算系統(tǒng)也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜。例如，原來(lái)用DSP來(lái)計(jì)算機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，現(xiàn)在會(huì)過(guò)渡到數(shù)值迭代的方法來(lái)作為優(yōu)化問(wèn)題求解?，F(xiàn)在我們需要解決人工智能中深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問(wèn)題，例如如何理解視覺(jué)、如何處理語(yǔ)音或者多模態(tài)信號(hào)處理，甚至進(jìn)行邏輯推理。所以未來(lái)可能需要一些異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)支撐大量傳感器獲得的數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算。所以我個(gè)人認(rèn)為人形機(jī)器人的傳感器種類(lèi)會(huì)越來(lái)越多，計(jì)算復(fù)雜度也會(huì)相應(yīng)提高，本質(zhì)上還是核心計(jì)算能力的提升。
至于研究成果，我的團(tuán)隊(duì)在控制系統(tǒng)上一直進(jìn)行異構(gòu)計(jì)算，甚至將純脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方式引入到控制系統(tǒng)中，希望得到一個(gè)功耗更低、體積更小的控制系統(tǒng)。同時(shí)我個(gè)人也做出一些類(lèi)腦控制算法，希望算法與系統(tǒng)能夠匹配。
多場(chǎng)景切換，難
瞭望智庫(kù)：從春晚扭秧歌到跑步再到競(jìng)技比賽，不同場(chǎng)景下使用的機(jī)器人可以通用嗎？通用的難點(diǎn)有哪些？
趙明國(guó)：目前，很難具備一款既能跳舞又能在工廠(chǎng)里工作的機(jī)器人，它很難在多場(chǎng)景之間即時(shí)切換。各企業(yè)為了展示自己的技術(shù)，會(huì)在某個(gè)特定領(lǐng)域做到極致，以展現(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)、難點(diǎn)。要求一個(gè)通用機(jī)器人在多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域都達(dá)到極致，我認(rèn)為還不到時(shí)候，幾乎沒(méi)有一個(gè)機(jī)器人表現(xiàn)出特別強(qiáng)的通用性。
通用性是所有人追求的目標(biāo)。一種思路是，希望機(jī)器人先具備通用能力，然后在特定領(lǐng)域進(jìn)行具體訓(xùn)練或者強(qiáng)化，以便完成垂直性專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的工作，這樣總體來(lái)看成本低、效益大，但難度很高。另一種思路是，把典型的垂直領(lǐng)域做透，通過(guò)這些垂直領(lǐng)域總結(jié)其中的共性，再在共性的基礎(chǔ)上發(fā)展出所謂的通用性。目前，這兩種路徑都有很多人在做，但具體哪條路徑能先到具體的場(chǎng)景應(yīng)用階段，還沒(méi)有定論。
難點(diǎn)上，如果想要制造一個(gè)通用的機(jī)器人，需要從硬件到智能軟件全流程覆蓋才可以實(shí)現(xiàn)，難度非常大。專(zhuān)用機(jī)器人在特定問(wèn)題上進(jìn)行優(yōu)化相對(duì)容易，雖然在兩個(gè)領(lǐng)域上可以實(shí)現(xiàn)通用，這兩者可能沒(méi)有共性或者共性很少，再去提煉共性就很難。因?yàn)樗悸凡灰恢拢茈y將它們統(tǒng)一在一起。兩者都有自己的優(yōu)勢(shì)和難點(diǎn)，看似專(zhuān)用更容易，長(zhǎng)期從其中統(tǒng)一一套思路也相對(duì)困難。雖然看起來(lái)先做通用，再做具體的垂直領(lǐng)域的思路很好，但是這是指后期應(yīng)用時(shí)，最難的是前期如何制造出一個(gè)適配所有機(jī)器人的產(chǎn)品。
我們?nèi)耸峭ㄓ玫?，具體含義并非指每一個(gè)人都是十項(xiàng)全能運(yùn)動(dòng)員。例如，舉重運(yùn)動(dòng)員去打乒乓球，我認(rèn)為非常困難，需要將力道控制得非常精細(xì)，同時(shí)還需要具備打乒乓球的細(xì)節(jié)操作，這難以在一個(gè)人身上發(fā)生。實(shí)際上，每個(gè)人都具備解決運(yùn)動(dòng)感知、對(duì)肌肉控制或者分析問(wèn)題的能力，所以他能夠完成這個(gè)運(yùn)動(dòng)。所以通用是指人類(lèi)具有通用能力，而非具體一個(gè)人，機(jī)器人也是如此。
瞭望智庫(kù)：在哪些領(lǐng)域或者行業(yè)，人形機(jī)器人可能率先走向?qū)嶋H應(yīng)用？
趙明國(guó)：前段時(shí)間我們已經(jīng)確定，人形機(jī)器人作為具身載體，在教育和科研領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始有小面積的應(yīng)用。隨著人工智能和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，這部分應(yīng)用在不斷擴(kuò)大。在此之后，我們認(rèn)為終極方向是人形機(jī)器人要進(jìn)入家庭，從事各項(xiàng)工作。但大家普遍認(rèn)為這樣的場(chǎng)景環(huán)境非常復(fù)雜，對(duì)人形機(jī)器人的要求非常高。再往前推，工廠(chǎng)里面的環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單一些，對(duì)人形機(jī)器人的要求也會(huì)降低。所以人形機(jī)器人在進(jìn)入家庭服務(wù)前會(huì)先進(jìn)入工廠(chǎng)。
進(jìn)入工廠(chǎng)的人形機(jī)器人也需要較高的續(xù)航和智力標(biāo)準(zhǔn)。目前，人形機(jī)器人并未按照進(jìn)入工廠(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，這需要很長(zhǎng)時(shí)間并且對(duì)技術(shù)成熟度要求較高。如果花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)行業(yè)發(fā)展不利。在發(fā)展成熟的人形機(jī)器人進(jìn)入工廠(chǎng)之前，最好在中間出現(xiàn)一兩個(gè)過(guò)渡型，保證行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景。
目前機(jī)器人競(jìng)技類(lèi)比賽進(jìn)行得如火如荼，例如足球賽、拳擊賽、跑步等，將來(lái)可能會(huì)拓展到田徑大類(lèi)和各類(lèi)球賽，這給大眾提供了巨大的情緒價(jià)值。同時(shí)，大眾對(duì)于機(jī)器人的失敗也不敏感，反而更吸引眼球，也讓大眾更加了解機(jī)器人本身。這些競(jìng)技類(lèi)比賽未來(lái)會(huì)成長(zhǎng)為類(lèi)似于電競(jìng)比賽這類(lèi)科技和體育的融合產(chǎn)業(yè)。機(jī)器人可以替代人類(lèi)去進(jìn)行傷害性較大的項(xiàng)目，它們的運(yùn)動(dòng)能力在競(jìng)技場(chǎng)里面會(huì)得到充分展現(xiàn)。這個(gè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)很有可能會(huì)迅速成長(zhǎng)壯大。
在機(jī)器人的操作和運(yùn)動(dòng)能力得到充分驗(yàn)證后，可以把機(jī)器人和探險(xiǎn)探索類(lèi)行業(yè)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，例如潛水、登山乃至航空航天產(chǎn)業(yè)。此外，能與人進(jìn)行語(yǔ)言溝通和情感交互的機(jī)器人也是一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)。例如，導(dǎo)覽、導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人，它對(duì)電量的要求相對(duì)不高，但對(duì)語(yǔ)言模塊的要求較高。
機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)一定是未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景的多樣化。一定是百花齊放，有的花可以先開(kāi)，有的花可以晚一點(diǎn)開(kāi)。不一定要經(jīng)歷單一的線(xiàn)性發(fā)展，而是可以多線(xiàn)發(fā)展。
如何更好地為人類(lèi)所用
瞭望智庫(kù)：在機(jī)器人的道德倫理和使用安全方面，該如何更好地讓機(jī)器人為人類(lèi)所用，成為人類(lèi)的好幫手？
趙明國(guó)：很早之前，著名作家阿西莫夫就提出機(jī)器人三定律。
【注：阿西莫夫三定律：第一，機(jī)器人不得傷害人類(lèi)個(gè)體，或者目睹人類(lèi)個(gè)體將遭受危險(xiǎn)而袖手旁觀(guān)。第二，機(jī)器人必須服從人給予它的命令，當(dāng)該命令與第一定律沖突時(shí)除外。第三，機(jī)器人在不違反第一、第二定律的情況下要盡可能保護(hù)自己。】
三定律的提出非常有必要，然而從目前來(lái)看，我們沒(méi)有必要過(guò)于關(guān)注這件事情。目前，人形機(jī)器人的智力和能力遠(yuǎn)不足以支持其成為獨(dú)立的個(gè)體。我們觀(guān)察到很多機(jī)器人失控的場(chǎng)景并不是由于其真的“意識(shí)覺(jué)醒”、有“情緒”、在“發(fā)脾氣”，而是純粹的技術(shù)問(wèn)題。這種技術(shù)故障很容易排除，并非人不能控制。
盡管目前人工智能發(fā)展非常迅猛，但我們?nèi)圆磺宄庾R(shí)的本質(zhì)是什么，意識(shí)是如何產(chǎn)生的。在這些基本的科學(xué)問(wèn)題解決之前，我不認(rèn)為我們能從工程上制造出意識(shí)。盡管有些國(guó)外公司在鼓吹人工智能產(chǎn)生意識(shí)等消息，我認(rèn)為這更可能是廣告和宣傳。
但是，思考這件事情是有一定意義的，因?yàn)槲磥?lái)世界一定是人和機(jī)器人共存的一個(gè)世界。這其中產(chǎn)生的倫理道德體現(xiàn)在哪些方面？我們應(yīng)該如何使用機(jī)器人？機(jī)器人對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響是什么？機(jī)器人的使用是否會(huì)涉及人類(lèi)的隱私問(wèn)題？機(jī)器人是不是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體？如果機(jī)器人出現(xiàn)錯(cuò)誤造成事故，誰(shuí)應(yīng)該為此負(fù)責(zé)？這些問(wèn)題其實(shí)和汽車(chē)自動(dòng)駕駛有一定相似性，是我們更應(yīng)該關(guān)注的。
當(dāng)下，我認(rèn)為沒(méi)有必要過(guò)度擔(dān)憂(yōu)科幻電影中出現(xiàn)的機(jī)器人取代人類(lèi)、成為人類(lèi)的敵人這些問(wèn)題。在未來(lái)可視的技術(shù)范圍內(nèi)，不會(huì)發(fā)生這些事情。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些問(wèn)題自然會(huì)得到解決。對(duì)機(jī)器人的倫理道德問(wèn)題，首先要解決的是隨著生活工作中機(jī)器人越來(lái)越多，人類(lèi)和機(jī)器人應(yīng)該如何相處，給人類(lèi)帶來(lái)的問(wèn)題應(yīng)該如何處理，而不用過(guò)多考慮機(jī)器人是否站在我們的對(duì)立面。
編輯：李華山
