浅谈机器人发展之路

浅谈机器人发展之路

——人工智能与人类智能

摘要：人工智能是计算机科学研究中的一个极富诱惑和挑战的领域。本文介绍了机器人的分类和发展，并阐述了机器智能三种不同观点，最后通过人工智能与人类智能比较，展望了机器人发展的方向。

1 机器人的定义

在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。

但是在实用上，机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

2 机器人的分类

按其拥有智能的水平可以分为三个层次：

一是工业机器人,它只能死板地按照人给它规定的程序工作,不管外界条件有何变化,自己都不能对程序也就是对所做的工作作相应的调整.如果要改变机器人所做的工作,必须由人对程序作相应的改变,因此它是毫无智能的。

二是初级智能机器人.具有象人那样的感受,识别,推理和判断能力.可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序,也就是它能适应外界条件变化对自己怎样作相应调整.不过,修改程序的原则由人预先给以规定.这种初级智能机器人已拥有一定的智能,虽然还没有自动规划能力,但这种初级智能机器人也开始走向成熟,达到实用水平。

三是高级智能机器人。具有感觉,识别,推理和判断能力,同样可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序。所不同的是,修改程序的原则不是由人规定的,面是机器人自己通过学习,总结经验来获得修改程序的原则。

3 文学和影视作品中的典型机器人元素

1920年，捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。

1938年，阿西莫夫发表第一篇科幻小说《偷乘飞船的人》和1941年的作品《理智》第一次提出了著名的“机器人三原则”。

70年代——90年代，《星球大战》系列里的R2D2和C-3PO，都是有着智能化程度比较高的机器人。

1999年，《Bicentennial Man》，中文名《变人》或叫《200岁的人》中的安德鲁。更是拥有了人类的思维，并通过先进科技，变成真正的人类。

2001年，斯皮尔伯格导演的《Artificial Intelligence》，中文名《人工智能》中的小主人公大卫。是生活在未来时代中一个有思想、有情感的小机器人，它是第一个拥有“爱”这一程序的机器人，由0和1组成的电讯号让它像真正的小孩那样享受着被人类关爱。

2004年，根据阿西莫夫小说《i, robot》改编的电影《机械战警》中的索尼。威尔•史密斯曾说：“《我，机器人》的中心概念是机器人没有问题，科技本身也不是问题，人类逻

辑的极限才是真正的问题。”

正是因为机器人一词最早诞生于科幻小说之中，以及阿西莫夫提出的“机器人三原则”都对机器人的发展起到了重要的作用。特别是三原则（一.机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观；二.机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律；三.机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律。补充的“机器人零定律”：第零定律：机器人必须保护人类的整体利益不受伤害，其它三条定律都是在这一前提下才能成立。）更对机器人研究提供了底线。正是由于人们对机器人幻想，才给了人们充分的创造空间，带领科学工作者在探索的道路上前行。

4图灵实验与人工智能

1950 年英国科学家艾伦·图灵通过一个试验描述了智能的概念，第一次把计算机是否能思维这一问题明确化尖锐化，引起国际学术界广泛强烈的讨论。这篇发表于《心》第59 卷236 期的论文《计算机与智能》中，图灵试验这样描述：试验由被测试的计算机、被测试的人和主持试验的三方组成，主持试验的人通过终端分别与被测试的计算机和被测试的人相连。在测试时主持试验的人提出一个个问题分别叫被测试的计算机和被测试的人回答。如果当主持试验的人在一定时间内分不清回答是由被测试的计算做出的，还是由被测试的人做出的，那么图灵试验就说计算机具有“智能”。图灵试验在计算机科学中具有重要地位，推动和引导了人工智能的研究和发展。

关于人工智能有以下三种观点：

行为主义者认为思维是一种外部动作的属性而不是内部方法的属性，他们认为机器肯定是可以思维的，图灵试验实际上就是对思维进行定义的一种方法，认为人工智能取决于感知和行动，智能控制和智能机器人系统的研究已取得丰硕成果，并在生产生活中得到了广泛应用。

符号主义认为人的认知基元是符号，认知过程是符号的操作过程，计算机也是一个物理符号系统，可以用计算机的符号操作来模拟人的认知过程，知识可用符号表示，也可以用符号推理。专家系统的成功开发与应用，使符号主义成为人工智能的主流派。

联结主义认为人的思维是神经元而不是符号处理过程，人工智能应注意人脑模型的研究，1984 年Hopfield 教授提出用硬件模拟神经网络，近年来利用人工神经网络模仿人类智能的研究有了很大发展，Books 构造的机器虫，应付复杂环境的能力超过现有一些机器人，未来的神经计算机能够类似人类的方式进行“思考”。

5 人工智能与人类智能区别与联系

1997年5月，美国IBM公司的“深蓝”超级计算机首次击败国际象棋男子世界冠军卡斯帕罗夫。这个结果曾经让很多人唏嘘不已，认为最终电脑会战胜人类。然而绕到“深蓝”背后，我们会发现有5位计算机专家在为其编写程序，有一位美国的国际象棋特级大师在做它的专职顾问，还有许多棋坛高手在为它出谋划策。准确地说，卡斯帕罗夫与“深蓝”之间的比赛不是“人机大战”，而是许多国际象棋大师在软件专家的帮助下借助一台超级计算机联手对付他一个人。所以，他的对手并不是“深蓝”，“深蓝”只不过是一个工具而已。他真正的对手是“深蓝”背后的棋坛高手和计算机专家，甚至还包括他自己。比赛结束后，“深蓝”小组公布了一个秘密：每场对局之后，专家小组都会根据卡斯帕罗夫的情况相应地修改特定的参数。

其实，人脑的弱点正是人性的本质。棋王为了避开“深蓝”的计算优势，不惜放弃自己最擅长的攻击棋路，刻意营造“捉摸不定”的布局。但是“深蓝”下棋只有“穷举法”这一招，根本没有任何学习功能。棋王的“攻心为上”碰到“深蓝”的“无心可攻”，不仅白费力气，而且为自己带来无限的挫折和焦虑。在比赛过程中，卡斯帕罗夫时而神情沮丧，时而气急败坏，甚至出现了以前少有的彻夜难眠。由此可见，卡氏一直没有摆脱精神压力，他对“深蓝”戒惧太多，谨慎有余，大胆不足，进而表现失常。