2007年4月3日 星期二

比爾·蓋茨預言:未來的人們家家都有"機器人"

30年前,比爾·蓋茨毅然棄學,創立微軟,成為個人電腦普及革命的領軍人物;30年後的今天,他預言,機器人即將重復個人電腦崛起的道路。點燃機器人普及的“導火索”,這場革命必將與個人電腦一樣,徹底改變這個時代的生活方式。



機器人正經歷“PC式發展”之路

我們站在時代的節點:一個嶄新的產業即將崛起。若干開創性的新技術為這個產業的崛起奠定了基礎;幾家口碑頗佳的企業提供了極為專業的商品;一大批新公司迅速壯大,致力於製造新式玩具、為發燒友提供配件,還出售其他各種有趣的利基產品。然而,它也是一個高度分散、各自為政的行業,幾乎沒有統一的標準或平臺。這個行業的開發項目複雜、進展緩慢,可投入實際應用的成果寥若晨星。

人們可以用上面這段話來描述20世紀70年代中期的電腦行業,那時我和保羅·艾倫才剛剛創建微軟公司。那個年代的大型電腦體型臃腫、造價高昂,通常是在大型公司、政府部門和其他各種機構中用於後臺操作,支援日常運轉。

目前機器人行業的發展與30年前的電腦行業極為相似。今天在汽車裝配線上忙碌的一線機器人,正是當年大型電腦的翻版。而機器人行業的利基產品也同樣種類繁多,比如協助醫生進行外科手術的機械臂、在伊拉克和阿富汗戰場上負責排除路邊炸彈的偵察機器人、以及負責清掃地板的家用機器人,還有不少參照人、狗、恐龍的樣子製造機器人玩具。

機器人行業現今面臨的挑戰,也和30年前電腦行業遇到的問題如出一轍:機器人製造公司沒有統一的作業系統軟體,流行的應用程式很難在五花八門的裝置上運行。機器人硬體的標準化工作也未開始,在一台機器人上使用的編程代碼,幾乎不可能在另一台機器上發揮作用。如果想開發新的機器人,通常得從零開始。

雖然困難重重,但我跟涉足機器人技術的大學研究人員、實業家、發燒友,乃至高中生都談到過這方面的話題,他們那種知難而進的激情和對未來的期許,令我不由回想起自己的經歷。當年我和保羅·艾倫一邊看著各種新技術相互融合,一邊夢想著將來有一天,家家戶戶的書桌上都擺著電腦。現在,我看著多種技術發展的趨勢開始匯為一股推動機器人技術前進的洪流,我完全能夠想像,機器人將成為我們日常生活的一部分。

距離夢想有多遠

製造機器人的夢想已經延續了幾千年,形形色色的機器人在科幻故事裏大行其道,不過現在的機器人連門和敞開的窗都很難區分開。

“機器人”(Robot)這個術語,是1921年捷克劇作家卡雷爾·恰佩克(Carel Capek,l890年~l938年)首創的,很快就流行開來。不過,打造人形機器人的夢想,卻已延續了數千年之久。早在古希臘古羅馬的神話中,冶煉之神便開始用黃金打造機械僕人。西元1世紀,亞歷山大的赫倫(Heron,傳說這位傑出的工程師發明瞭第一台蒸汽機)設計出一些令人嘆服的自動機器,據說其中一台還能說話。另一位科技奇才達·芬奇l495年的草稿中夾著一張製作機械騎士的草圖,這位機器人騎士能坐能站,手腳還能活動。人們認為這應該是第一份人形機器人的設計圖。

一個世紀以來,眾多風靡一時的科幻作品——比如艾薩克·阿西莫夫的小說《我,機器人》(I,robot,又名《機械公敵》)、電影《星球大戰》以及電視劇《星際迷航》等陸續登場,使機器人成了大眾文化中司空見慣的角色。機器人在科幻世界中如此大行其道,表明公眾也認同,有朝一日機器人將會融入我們的日常生活,但想要達到科幻作品中的水準,還有很長的路要走。

要想讓電腦和機器人感知周圍的情況,並作出迅速準確的反應,難度之大遠遠超乎人們的預期,這成了科幻與現實之間存在巨大差異的原因之一。不過,研究人員已經逐漸摸索出解決辦法。擁有超強處理能力的電腦日益普及,將為研究者排憂解難。

20世紀70年代,一兆赫處理能力的成本超過7,000美元,今天卻只值幾美分;一兆比特的存儲容量,也經歷了類似的價格暴跌。有了如此廉價的計算和存儲能力,科學家就能動用大量電腦資源,踢走那些阻礙機器人進入現實世界的絆腳石。

開發機器人的另一個障礙是硬體設備的成本過高,例如感測器、電機和伺服裝置等都價值不菲,但目前這些器件的售價也在迅速下降。現在,機器人設計師無須花費太多,就能為機器人配備各種功能強大的感測器。在電腦處理能力和存儲容量突飛猛進的基礎上,這些新加入的感測器件將使機器人如虎添翼。今天的機器人已經可以承擔某些具有相當難度的工作,例如打掃房間、協助排除路邊炸彈等,而在僅僅幾年以前,市面上出售的機器人根本不可能完成這些任務。

改變時代

機器人將成為由PC控制的外接設備。它們的樣子也許會離我們的科幻故事越來越遠,但樣子並不重要,重要的是,它帶給我們的改變絲毫不遜於PC過去30年來的影響。

機器人融入我們日常生活的步伐有多快?據國際機器人聯盟調查,2004年,全球個人機器人約有200萬台,到2008年,還將有700萬台機器人投入運行。按照南韓資訊通信部的計劃,到2013年,南韓每個家庭都能擁有一台機器人;而日本機器人協會預測,到2025年,全球機器人產業的“蛋糕”將達到每年500億美元的規模(現在僅有50億美元)。

與20世紀70年代PC行業的情況相倣,我們不可能準確預測出究竟哪些用途將推動這個新興行業進入臨界狀態。不過看起來,機器人很可能在護理和陪伴老年人的工作上大展宏圖,或許還可以幫助殘疾人四處走走,並增強士兵、建築工人和醫護人員的體力與耐力。

未來絕大多數機器人的外貌肯定將與C-3PO(《星球大戰》中那個多愁善感的人形機器人)迥然不同。實際上,隨著移動式外設的日益普及,我們可能越來越說不清到底什麼才是機器人。這些機器人的功能高度專業化,深入千家萬戶,但外貌卻跟科幻作品中那些兩足擬人機器大相徑庭,說不定我們不會再把它們叫做機器人。不過,名字並不重要,重要的是,隨著這些裝置的價格逐漸降低,達到普通消費者能夠承受的水準,它們極有可能使人類社會生活的方方面面——包括工作、交流、學習及娛樂等,影響之深遠絲毫不遜於過去30年間個人電腦給我們帶來的改變。

環球科學雜誌

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