關(guān)于機(jī)器人研究，雷鋒網(wǎng) AI 科技評論此前有過諸多報(bào)導(dǎo)。在 CCF-GAIR2018 大會期間，雷鋒網(wǎng)專設(shè)仿生機(jī)器人、機(jī)器人應(yīng)用兩大專場，諸多國內(nèi)外知名教授蒞臨現(xiàn)場進(jìn)行主題演講，此外，雷鋒網(wǎng) AI 科技評論也與美國普度大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院鄧新燕副教授，南京航空航天大學(xué)仿生結(jié)構(gòu)與材料防護(hù)研究所所長戴振東教授，香港科技大學(xué)劉明助理教授就撲翼仿生機(jī)器人、壁虎機(jī)器人、移動機(jī)器人等展開了學(xué)術(shù)上的深入討論。

醉心于學(xué)術(shù)研究以及最新技術(shù)的同時(shí)，還有一項(xiàng)與機(jī)器人研究密不可分的項(xiàng)目，那便是機(jī)器人比賽。在雷鋒網(wǎng) AI 科技評論看來，比賽正如推動研究的催化劑，值得科研人員不斷關(guān)注與參與。

最近，藉由悉尼 RoboCup 2019 年主席 Claude Sammut 到訪中國的契機(jī)，雷鋒網(wǎng) AI 科技評論就機(jī)器人這一話題與他進(jìn)行了一系列探討。

Claude Sammut 是悉尼新南威爾士大學(xué)（UNSW）計(jì)算機(jī)科學(xué)及工程系教授。Claude 教授領(lǐng)導(dǎo)人工智能研究小組，專注于經(jīng)典 AI 的主題，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、知識表示和推理以及認(rèn)知機(jī)器人。他早期的關(guān)系學(xué)習(xí)工作有助于為歸納邏輯編程（ILP）領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。與 Donald Michie 一起，Claude 教授在行為克隆方面做了開創(chuàng)性的工作。他目前的研究重點(diǎn)是開發(fā)機(jī)器人技術(shù)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。

Claude 教授帶領(lǐng) UNSW 團(tuán)隊(duì)在 2000 年、2001 年和 2003 年贏得了 RoboCup 四足機(jī)器人比賽。在 RoboCup 救援機(jī)器人比賽中，他帶領(lǐng)的 CAS 團(tuán)隊(duì)在 2009 - 2011 年獲得最佳自治機(jī)器人獎(jiǎng)。此外，UNSW 團(tuán)隊(duì)的 Runswift 機(jī)器人還在 2014 和 2015 年 RoboCup 標(biāo)準(zhǔn)平臺聯(lián)盟賽中獲得世界冠軍。

對機(jī)器人的研究始于機(jī)器人比賽

Claude 教授最早的研究從機(jī)器學(xué)習(xí)開始，當(dāng)他早期進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)研究時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)還不像現(xiàn)今這樣，成為你我他都熟知的名詞?！肝覀儺?dāng)時(shí)是想開發(fā)這樣一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該是完全透明的，人能夠了解到機(jī)器正在學(xué)習(xí)什么?！闺S后，他開始接觸機(jī)器人，由對機(jī)器學(xué)習(xí)的理論研究進(jìn)入新的領(lǐng)域。

在他看來，RoboCup 比賽給了學(xué)術(shù)界一個(gè)機(jī)會，去了解理論在現(xiàn)實(shí)世界中是如何應(yīng)用的?！高@一步走得非常有價(jià)值。」他如是評價(jià)。

從 1992 年開始，來自加拿大、日本的多所研究機(jī)構(gòu)的科研人員便對機(jī)器人踢足球進(jìn)行探索，起草規(guī)范和準(zhǔn)則，開展了一系列專題討論會。1996 年 11 月，作為 RoboCup 比賽的預(yù)演，Pre-RoboCup-96 在大阪 IROS 上舉辦，當(dāng)時(shí)共有 8 支隊(duì)伍參賽，隨后，第一屆 RoboCup 比賽在 1997 年與 IJCAI 同期進(jìn)行，當(dāng)時(shí)共有超過 40 支隊(duì)伍參加，取得了巨大成功。

兩年后，Claude 教授開始參與這一比賽，在此后的多屆賽事中帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)拿下諸多獎(jiǎng)項(xiàng)。

在 Claude 教授看來，進(jìn)行機(jī)器人研究有兩點(diǎn)魅力。

第一，這項(xiàng)研究本身是一件非常有意思的事情，第二，在研究機(jī)器人的過程中，會想出一些有意思的問題。他進(jìn)一步解釋。「如果你一直去做純 AI 研究，你可能很難了解到在現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中，可能會面臨什么樣的問題，因?yàn)闄C(jī)器人身上的傳感器，可能永遠(yuǎn)做不到百分之百準(zhǔn)確，電機(jī)也不會完全按照我們的意愿去活動。研究機(jī)器人學(xué)會強(qiáng)迫你把 AI 的一些理論應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中，一旦你要考慮到把 AI 應(yīng)用到真實(shí)世界當(dāng)中，就需要想到一系列的問題，諸如機(jī)器人怎樣實(shí)現(xiàn)可靠性，怎樣應(yīng)對環(huán)境中的不確定性，怎樣應(yīng)對一些零部件的損壞等等。這些都使得整個(gè)過程可能會非常讓人沮喪，但同時(shí)也非常有意思?！?/p>

從足球世界杯開始延伸和發(fā)展

起初，RoboCup 只研究踢足球的機(jī)器人，后來，逐漸擴(kuò)展至救援機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人和家用機(jī)器人，這些機(jī)器人比賽也都取得了長足發(fā)展。

在各類比賽中，Claude 教授與雷鋒網(wǎng) AI 科技評論重點(diǎn)談到救援機(jī)器人。「一旦出現(xiàn)實(shí)際災(zāi)難，比如地震、火災(zāi)，賽事組織方就會去觀察、分析機(jī)器人在救援過程當(dāng)中可能遇到什么樣的挑戰(zhàn)，之后再把這些情景加入比賽中，這就迫使比賽中所有的參賽機(jī)器人都要不斷提升自己面對真實(shí)困境的能力。」他進(jìn)一步表示，救援機(jī)器人比賽非常具有實(shí)際意義?！冈诟u核電站泄漏期間，當(dāng)年就有救援機(jī)器人在現(xiàn)場進(jìn)行探測，也非常深入地進(jìn)入到福島核電站，但是在上樓過程中，因?yàn)槌霈F(xiàn)了一些廢墟和障礙，就沒辦法再繼續(xù)深入，這個(gè)情景被立刻加入到一年之后的比賽當(dāng)中，現(xiàn)在的救援機(jī)器人也能夠在這一場景下做到游刃有余。」

Claude 教授還提到，機(jī)器人世界杯比賽中最大的一個(gè)優(yōu)勢是標(biāo)準(zhǔn)化的平臺，在這個(gè)平臺上所有的代碼都是開源的，所有團(tuán)隊(duì)在比賽結(jié)束之后都可以共享這一平臺上面的軟件。這樣，大家就可以從彼此的想法當(dāng)中借鑒，能夠更快地學(xué)習(xí)非常多的新技巧，也能在這一過程當(dāng)中，在編程方面獲得很大的提升。

過去幾十年間，共有來自四十多個(gè)國家的團(tuán)隊(duì)參與這項(xiàng)賽事，在 Claude 教授看來，中國隊(duì)、荷蘭隊(duì)、澳大利亞團(tuán)隊(duì)都是典型強(qiáng)隊(duì)。在救援機(jī)器人方面，泰國、伊朗表現(xiàn)非常亮眼，日本、美國還有德國在機(jī)器人比賽當(dāng)中也取得了相當(dāng)優(yōu)秀的成績。

Claude 教授對雷鋒網(wǎng) AI 科技評論說道，具備創(chuàng)造力是強(qiáng)隊(duì)非常重要的一項(xiàng)特質(zhì)。此外，在比賽中，能贏的團(tuán)隊(duì)，往往是犯錯(cuò)最少的團(tuán)隊(duì)。他進(jìn)一步解釋，對于機(jī)器人學(xué)科來說，非常重要的一點(diǎn)是，組裝出一個(gè)可靠的系統(tǒng)，要比系統(tǒng)只具備某個(gè)卓越的零部件重要的多。

機(jī)器人的發(fā)展還很緩慢，不必?fù)?dān)心終結(jié)者里出現(xiàn)的場景

Claude 教授談到，第一屆比賽時(shí)，機(jī)器人的表現(xiàn)非常不好，不斷地跌倒、再跌倒，隨著后來技術(shù)逐漸增強(qiáng)，它們的表現(xiàn)才開始變好?！溉绻惆颜麍霰荣惗伎赐?，你就會發(fā)現(xiàn)機(jī)器人在比賽中有對球的爭搶，還有一些非常復(fù)雜的動作，這些可能在外行觀眾看來，不會覺得多么復(fù)雜，但是我們知道做到這樣的操作有多么艱難。所有這些變化都是漸進(jìn)式的，并不是一蹴而就，比如說出現(xiàn)了一種新的傳感器，一種新的電機(jī)，我們會把這種新的元件逐漸整合到機(jī)器人的設(shè)計(jì)當(dāng)中。」

雖然 RoboCup 在這些年間取得了不錯(cuò)的發(fā)展，但 Claude 教授表示，機(jī)械和計(jì)算層面的兩大因素很大程度上制約了機(jī)器人的發(fā)展。

在機(jī)械方面，因?yàn)殡姍C(jī)與人類的肌肉在靈活程度上完全不同，所以要讓電機(jī)能夠跟人類的肌肉一樣靈活活動非常困難。例如波士頓動力機(jī)器人，它基本上靠液壓驅(qū)動，需要大量的電，所以機(jī)器人需要隨身背著電池，于是重量就會加大，而且也會非常危險(xiǎn)。

從計(jì)算角度來講，雙足機(jī)器人非常不穩(wěn)定，會經(jīng)常出現(xiàn)跌倒的情況，所以這就涉及到持續(xù)的控制問題。踢足球的機(jī)器人看上去可能不會像波士頓動力發(fā)展得那么完備，從控制角度來講，有很多工作要做，它可能需要繞過一些障礙物，這一過程當(dāng)中涉及到啟動、停止，在轉(zhuǎn)變方向的時(shí)候，還需要保障它不會跌倒，這些都是巨大的挑戰(zhàn)。

對于未來是否會出現(xiàn)像終結(jié)者中一樣的畫面，Claude 教授說道，人類完全沒有必要害怕或者擔(dān)心那種場景，即便這種事情真的發(fā)生，也會在很久以后?！肝覀儸F(xiàn)在完全不知道如何讓機(jī)器人做到電影里的那種操作。改變肯定是漸進(jìn)式的，不可能是飛躍式。最終，我相信肯定會有很多智能的機(jī)器和機(jī)器人，人類也會需要跟那些智能體學(xué)會合作，但是我們會有很多時(shí)間來適應(yīng)這種生活方式?！?/p>

談到最近的研究，他著重強(qiáng)調(diào)了人類和機(jī)器人的互動。他表示，直到最近幾年，機(jī)器人都是主要應(yīng)用在工業(yè)界，而不是普通家庭中，它的存在并不親民，但是隨著價(jià)格逐漸下降，會有越來越多的家庭和辦公場所也能夠應(yīng)用機(jī)器人，所以會出現(xiàn)更多的人機(jī)互動。

此外，在機(jī)器人研究中，信任也是一個(gè)非常重要的研究課題。如果人類不信任機(jī)器人，他是不會使用機(jī)器人的。要想實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的信任，首先就要保證機(jī)器人是有可預(yù)知性的。「人類要了解到自己手上的機(jī)器人會按照自己的想法去做出行動，如果它沒有做出行動，人類也會期待機(jī)器人能夠做出解釋，為什么它沒有按照自己的意愿活動?！?/p>

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