UNIT 1 A 机器人走进千家万户

机器人走进千家万户

设想一下:在一个新的产业诞生之际, 你目睹见证了这一切! 这个产业是在前所未有的新技术基础上发展起来的, 其中包括一些实力雄厚企业销售的高度专业化商务设备, 还有越来越多的新兴公司生产的新奇玩具、为玩具藏家青睐的机巧装置, 以及其他一些奇特有趣的特殊产品。但同时, 这还是一个缺乏行业标准和平台的、尚不成规模的产业。项目复杂, 进步缓慢, 实际应用更是少之有少。事实上, 尽管对这个产业的未来充满热情和希望,但是没有人能明确地说出什么时间- 或究竟是否有可能-它能取得关键性的规模发展。但是,若真能实现发展, 那么,它很可能改变整个世界。

当然, 上述描述可算是上世纪70 年代中期计算机产业的写照, 也就在那时, 保罗·艾伦和我成立了微软公司。当时,部分大企业、政府部门和其他一些机构都在使用笨重、昂贵的主计算机进行后台运算。知名大学和大型工业实验室的研究人员正试图建造出最基本的构件, 以使信息化时代的到来成为可能。当时因特尔公司刚刚推出他们的8080 微处理器,安他利公司正在销售一款流行电子游戏Pong 。而在一些自发组成的计算机俱乐部里,热忠于此的人们急切地努力探索这种新技术带来的好处究竟是什么。

但当时我脑海中所萦绕的则是更具前瞻性的问题:机器人产业即将作为一项新兴的产业而崛起,其当时的发展同30 年前计算机的发展如出一辙。想想看, 目前汽车组装线上使用的制造型机器人已替代了昔日的主计算机。这个产业其他的典型产品包括可进行外科手术的机器手, 在伊拉克和阿富汗用于路边及地面排雷的侦察机器人, 以及可以进行地板吸尘的家用机器人。电子产品公司还推出了可模仿人类、或是狗、恐龙等的机器人玩具, 而玩具收藏者们正迫不及待地想要猎取一套乐高公司生产的最新机器人系列玩具。

A.与此同时, 世界尖端科技人员正试图解决机器人技术中最棘手的难题, 诸如视觉识别、远程操控、以及学习型机器等问题, 而且他们正在不断获得成功。在2004 年美国国防部进步科技项目大挑战赛上(DARPA) ,产生了第一辆能够在莫哈韦沙漠142 英里的崎岖赛道上自主操控行驶的机器人车, 尽管获胜者制造的车辆在只行驶了7. 4 英里后就坏掉了。但到了2005 年, 有五辆车都走完了全程, 而获胜者的车辆行驶平均速度达到了每小时19. 1英里。

另外, 机器人技术如今面临的挑战和三十年前我们处理的计算问题有些相似。拥有机器人技术的公司目前还有一个可以在不同的设备上运行的标准运算软件。机器人处理器和其他一些硬件设施的标准化水平是有限的, 一台机器使用的程序代码几乎不太可能在另一台机器上使用。假使有人要设计一个新的机器人, 一般来说他就必须完全从头开始。

尽管有如此多的难题, 但当我和机器人技术领域的人士谈话时- 无论是大学的研究人员还是企业家, 从业余爱好者到中学生-他们的兴奋与期待总是让我回想起当年保罗·艾伦和我看着新科技的融合并憧憬着计算机摆在千家万户的桌面上的那一天的兴奋劲头。如今, 当我看到新的技术正在相互结合的趋势时, 我便能预见到未来机器人设备将会成为我们日常生活中无处不在的一部分。我相信,诸如分布式计算、声音和视觉识别、以及无线宽带连接等等技术将为自动控制设备的升级换代打开一扇门,让计算机在实际世界中为我们服务。我们也许现在就站在一个新时代的门槛上,个人计算机将从桌面上走下来, 让我们到我们的身体去不了的地方去观看和倾听、去触摸和操控各种物体。

从科幻小说到现实

"Robot"(机器人) 一词是1921 年由捷克剧作家卡雷尔·恰佩克首先提出的,但是人类幻想制造出机器人则已有几千年了。在希腊和罗马神话里, 金属制造之神就用金子制造出了机器仆人。在公元一世纪, 亚历山大的荷龙---据称是发明第一台蒸汽机的伟大的工程师---就曾设计了令人着迷的自动机, 据说其中包括一个能说话的机器人。而列奥纳多·达芬奇在1495 年画了一个机器骑士的素描, 他能坐起来, 并会活动胳膊和腿,它被认为是第一个具有人的

特点的机器人计划。在上个世纪, 神人同形的机器人经由一些书籍的传播,如艾萨克·阿西莫夫的《我,机器人》, 电影《星球大战》和电视片《星际旅行记》等,而成为流行文化的热门形象。小说中机器人的流行意味着人们愿意相信总有一天这些机器会成为我们的助手、甚至是伙伴。然而,尽管机器人在工业中扮演着重要的角色,例如,在诸如汽车制造等行业中---大约每10个工人就拥有一个机器人---但事实上, 要将科幻小说中描绘的机器人变成现实,我们还有很长的路要走。

造成这个差距的一个原因就是, 要让计算机和机器人感知它们周围的环境并做出迅速和准确的反应远不象我们想像的那么简单。使机器人具备我们人类想当然的简单能力也被证明是极其困难的---例如, 在一个房间里避让物件的能力, 对声音做出反应并对言语作出解读的能力, 抓取不同大小、质地、易碎程度的物品的能力等等, 甚至是区分一扇开着的门和窗户这样一类简单的动作对一个机器人来说都有可能是非常困难的。

尽管如此, 研究人员已开始寻找解决的方法。能够帮助他们的一个途径就是实现不断进步的大型计算能力。一个兆赫的处理能力在1970 年需要花费7 , 000 美元,而现在无需花多少钱就可以买到。兆位存储器的价位也同样在下跌。廉价的计算能力使得科学家们能攻克很多将机器人实用化的基本技术难题。今天, 声音识别程序能轻松地识别单词, 但是更大的挑战在于建造一个能理解这些单词在上下文语境中含义的机器。随着计算能力的进一步扩大提升,机器人设计者们将会具备解决更大难题的处理能力。

机器人开发的另一个障碍就是硬件的价钱太过昂贵。例如, 使机器人判断距离的传感器以及用一定的力道和准确度操控物品的电动机和随动系统都价格不菲。但是这些部件的价格下跌得很快。在机器人技术中用来精确测量距离的激光测距仪几年前还需花费10 , 000 美元, 而今天只需2 , 000 美元就可以买到了。而且, 基于超宽带雷达技术的更为精确的新型传感器价格也比以前要低多了。

如今机器人制造者们还可以以合理的花费给机器人安装全球定位系统芯片、摄像机、数组传声器(能比传统的传声器在背景杂音中更好地分辨声音) ,以及一组附加传感器, 由此而制造出能力更强、处理能力和储存能力更大的现代机器人, 他们可以从事房间吸尘、帮助排除路边炸弹---这是仅仅几年前为商务用途生产的机器所不可能完成的任务。

B.

1.The robotics industry is a highly fragmented industry with few common standards or platforms.

2.In fact , for all the excitement and promise, no one can say with any certainty when-or even if-this industry will achieve critical mass. If it does, though, it may well change the world.

3.Despite many difficulties from university researchers to entrepreneurs, hobbyists and even high school students. No matter who he/she is, he/she is full of excitement and expectation to robotics industry.

4.Robots have been widely used in industry production. But " there is still a long way between robots and daily lives.

5.The popularity of robots in fiction indicates that people are respective to the idea that these machines will one day walk among ua as helpers and even as companions.