雷鋒網(wǎng)按：作者孫宇，南佛羅里達(dá)大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授、斯坦福大學(xué)訪問(wèn)教授、IEEE RAS機(jī)器臂抓取和操作技術(shù)委員會(huì)的始創(chuàng)主席及美國(guó)總統(tǒng)國(guó)情咨詢委員會(huì)機(jī)器人方向的顧問(wèn)。本文系雷鋒網(wǎng)獨(dú)家文章。

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在2016年10月25日，我收到NSF的一封電子郵件，通知我一個(gè)新的NSF基金稱為智能和自主系統(tǒng)（S＆AS）。 它是國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃（NRI）之后的另一個(gè)機(jī)器人相關(guān)的基金。 在NRI之前，機(jī)器人領(lǐng)域的學(xué)者只能在CISE-IIS部門的Robust Intelligence（RI）學(xué)科下提交他們的機(jī)器人研究的基金項(xiàng)目申請(qǐng)。

新的S＆AS基金是機(jī)器人領(lǐng)域的好消息。 它反映了美國(guó)在機(jī)器人和人工智能方面的國(guó)家利益的重要性。 正式來(lái)說(shuō)，該基金側(cè)重于智能物理系統(tǒng)（IPS）。

 IPS是一個(gè)新術(shù)語(yǔ)，涵蓋任何智能的物理系統(tǒng)， 這里的重點(diǎn)是“智能”和“物理”。例如，AlphaGo不是一個(gè)物理系統(tǒng)。 所以，提出一個(gè)深度學(xué)習(xí)的在線游戲系統(tǒng)可能不會(huì)得到資金。 提出一個(gè)新的機(jī)器人執(zhí)行器也不適合這個(gè)程序。 這個(gè)基金計(jì)劃和我在今年年初提出并鼓吹的“將AI帶入物理世界”的想法非常一致。

與NRI不同，S＆AS將傾向長(zhǎng)期自主性，很少或沒(méi)有人工操作員干預(yù)的系統(tǒng)。因此，IPS將更多地強(qiáng)調(diào)將智能、認(rèn)知、感知、啟動(dòng)和通信相結(jié)合的機(jī)器人平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

可能有許多不同類型的IPS：識(shí)別IPS，任務(wù)IPS，反射IPS，知識(shí)豐富的IPS，倫理IPS和其他。該基金背后的NFS官員給出了IPS的更具體的定義。

認(rèn)知 IPS將具有長(zhǎng)期自主性的高水平意識(shí)。高級(jí)別意識(shí)不僅包括對(duì)自己的能力和限制的認(rèn)識(shí)，而且還可以從能力和限制預(yù)測(cè)可能的失敗。 IPS將需要知道什么時(shí)候出錯(cuò)，并制定應(yīng)急計(jì)劃，以防止所有的故障。所以IPS可以自動(dòng)運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間安全。如果福島核電廠是認(rèn)知IPS，可以避免毀滅性的福島第一核電站災(zāi)難。認(rèn)識(shí)IPS將盡可能透明，使得圍繞IPS工作的人可以容易地理解系統(tǒng)是什么。如果IPS可以快速獲得所需的幫助，這將是更好的。所以IPS應(yīng)該能夠與人溝通，并有效地解釋情況。

知識(shí)豐富的IPS不僅是維基百科。它應(yīng)該能夠使用互聯(lián)網(wǎng)上的所有內(nèi)容來(lái)學(xué)習(xí)和理解。首先，互聯(lián)網(wǎng)上的知識(shí)應(yīng)該以IPS可以使用的方式表示，表示可以是符號(hào)、圖、概率的或混合的。然后，良好表示的知識(shí)可以被推理產(chǎn)生有用的指導(dǎo)和決定，并幫助學(xué)習(xí)。

例如，知識(shí)豐富的IPS可以從Youtube學(xué)習(xí)烹飪。首先將烹飪視頻轉(zhuǎn)換為功能面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)，然后使用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和推理如何烹飪飯菜。

任務(wù)執(zhí)行IPS應(yīng)該能夠從我們采取抽象級(jí)別的命令，并理解它們，并找出應(yīng)該做什么以及如何做。例如，一個(gè)任務(wù)執(zhí)行IPS應(yīng)該能夠從一個(gè)人“我想要燉牛肉吃飯”，并找出這個(gè)人真正想要什么樣的燉牛肉，包含什么其它東西；如果不是所有的原材料都在冰箱里，用什么代替以及如何做好。 IPS應(yīng)該使用它的傳感器和執(zhí)行器找到所有的材料，從冰箱里拿出來(lái)，把牛肉切成小塊，切碎其他材料，把它們放在鍋里，把適量的水倒入鍋里，加入鹽和其他成分，然后開始火燉。做好后，IPS應(yīng)該準(zhǔn)備餐桌，讓人知道晚餐準(zhǔn)備好了。晚餐后，IPS應(yīng)清理和洗所有的盤子。

因此，IPS應(yīng)該完全理解自然語(yǔ)言，理解模糊的命令和周密生成可執(zhí)行計(jì)劃，準(zhǔn)確地識(shí)別在雜亂的環(huán)境中的對(duì)象，精確地感知3D環(huán)境，順利執(zhí)行不同的抓取和操作動(dòng)作。 

反應(yīng)IPS應(yīng)該能夠自我維持和自我演化。它應(yīng)該監(jiān)視其行為，感知和診斷問(wèn)題，使其配置適應(yīng)新的情況，并在需要時(shí)維護(hù)和修復(fù)自己。對(duì)于火星探測(cè)器來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的功能，它在火星上獨(dú)自航行很多年，沒(méi)有支持和救援隊(duì)。 IPS應(yīng)該不斷發(fā)展和變得更好。它可以通過(guò)探索不同的解決方案并積累知識(shí)，嘗試和錯(cuò)誤，從觀察其他IPS或人類或環(huán)境變化，以及結(jié)合指令或更正來(lái)學(xué)習(xí)和改進(jìn)。例如，反應(yīng)IPS和一個(gè)五歲兒童一樣學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。

道德高尚IPS不應(yīng)傷害人類。 IPS應(yīng)該是一個(gè)好的公民，并獲得當(dāng)前的道德規(guī)則和法律規(guī)則。道德高尚IPS不需要是律師。但它應(yīng)該能夠使用常識(shí)來(lái)理解倫理和法律規(guī)則，并理解其行動(dòng)的后果。因此，道德IPS應(yīng)該避免法律禁止的行為或從倫理角度皺眉。良好的道德IPS應(yīng)該能夠解決死鎖并解決由多個(gè)規(guī)則引起的沖突。比如，自動(dòng)駕駛車肯定需要每天做出許多道德決定，為了避免對(duì)行人造成致命傷害，汽車可能必須碰撞到可能傷害乘客的墻上。汽車要決定是撞到行人，還是撞到墻上，傷害乘客。

終極S＆AS將是一個(gè)可以做上述所有的系統(tǒng)。它可以感知自己的能力和限制，擁有我們已經(jīng)積累了數(shù)千年的所有知識(shí)，做我們所做的一切，它完全符合道德和法律的考慮，并在沒(méi)有我們幫助下，不斷進(jìn)化和變得更聰明 。

IPS可以是自主車輛。自主車輛可以感測(cè)其周圍環(huán)境，環(huán)境，其狀況和安全的長(zhǎng)期自駕駛。它可以是一個(gè)服務(wù)機(jī)器人，了解用戶說(shuō)的需求，并執(zhí)行所要求的任務(wù)。它可以是一個(gè)無(wú)人駕駛的飛行器，不會(huì)飛進(jìn)機(jī)場(chǎng)或白宮。它可以是一個(gè)手術(shù)機(jī)器人，可以做診斷，計(jì)劃和進(jìn)行手術(shù)，不需要醫(yī)生參與。它可以是一個(gè)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從其收集的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，以便它可以檢測(cè)到威脅，找到嫌疑犯，解決犯罪，甚至防止犯罪發(fā)生。

該基金給出了一個(gè)非常鼓舞人心的未來(lái)愿景和具體的研究目標(biāo)。十年前，我預(yù)計(jì)機(jī)器人需要100年才能實(shí)現(xiàn)人的全部能力。現(xiàn)在，我認(rèn)為通過(guò)S＆AS計(jì)劃，美國(guó)的研究人員將開始系統(tǒng)地向這個(gè)目標(biāo)前進(jìn)。我們將比我預(yù)測(cè)的更早到達(dá)這個(gè)目標(biāo)。

NSF每年分配的資金總額不多。它只有1650萬(wàn)美元，可以支持25到40個(gè)項(xiàng)目。但我想如果它蓬勃發(fā)展許多高度影響的研究成果，它可能會(huì)增加。小型和更專注的項(xiàng)目將有35萬(wàn)到70萬(wàn)美元的基金，更多的綜合性項(xiàng)目將有50萬(wàn)到140萬(wàn)美元的基金。

第一批這個(gè)基金資助的項(xiàng)目明年會(huì)公布，拭目以待。

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