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音頻科普：-突破“預設”實現真正人機溝通——從影片《機器猛犬》看仿生機器人技術
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音頻科普：-突破“預設”實現真正人機溝通——從影片《機器猛犬》看仿生機器人技術
大部分科幻電影，多以宏大敘事場景和文明史詩級主題受到熱捧。而一部於2008年在美國上映的科幻電影《機器猛犬》則從另一個角度，展示了科幻電影清新、活潑的一麵。該片講述了男主人公邁爾斯與一隻軍用機器狗A.X.L.偶然相遇，建立感情，從而共同對抗敵人的精彩冒險故事。
《機器猛犬》裏的機器狗身體器官雖然都是機械製造的，但它卻有一顆真狗的心髒，在外形、行為和動作等方麵非常接近於真狗。男主角和機器狗的第一次相遇即發生了正麵衝突，看似強大的機器狗在追逐過程中撞壞了身體的零部件動彈不得，在男主巧妙的溝通下，原本已經開啟自毀程序的機器狗在最後一刻放下警惕把修複程序發到了他的手機上。
那麽，在現實生活中，人能否與機器人實現如電影中那樣的溝通呢？
如果仔細觀察，我們不難發現，應用了AI技術的機器人已經走進了我們的生活：兒童陪伴機器人、智慧導覽機器人、自動送貨機器人等多種類型的機器人已並不罕見。但是客觀來看，目前大多數機器人的智能化水平並不高，與真正實現與人類無障礙溝通還有一段差距。
現有技術下，智能機器人與人類的交流往往通過預設來完成，應用場所會決定交流的內容，比如，車站的智能機器人能夠回答車次、路線、時間等與交通相關的內容，但如果向它提問如何炒一盤魚香肉絲，顯然不在它的預設範圍，也就無法回答了。
由於受到技術處理能力的限製，智能機器人在語義分析、場景匹配、上下文關聯、情感交互等方麵的障礙在短時間內仍然難以突破。
影片中，機器狗通過與男主角眼神的交流，便感受到他的情感，領悟其想法並給予回應。也許在未來一段時間裏，這樣的情景仍然隻能出現在科幻故事裏。
隨著影片的推進，男女主角通過機器狗在塗鴉牆投射的一段視頻，了解到這隻“狗”原本是一條應該在戰爭中使用的仿生機器戰犬。“仿生”這一關鍵的技術名詞也成為整部電影十分重要的科學亮點。
仿生學是近年來發展起來的工程技術與生物科學相結合的交叉學科，試圖在技術方麵模仿動物和植物在自然界中的功。仿生機器人就是仿生技術的重要應用。目前，常見的仿生機器人主要包括地麵仿生機器人、水下仿生機器人和空中仿生機器人三大類。其中，地麵仿生機器人的研製相對最為成熟，包括四足、兩足類人形、蛇形等多種形態，它們已經在戰場偵察、探索未知天體、惡劣環境作業等方麵起到了不可或缺的作用。影片中的機器狗就屬於這個類別。水下仿生機器人主要是仿生機器魚，簡單來說，就是參照魚類遊動的原理利用機械電子元器件或智能材料實現水下推進的一種仿生機器人。而空中仿生機器人也就是能飛的仿生機器人，它們的種類繁多，模仿的動物也是五花八門，比如，機器蝙蝠、機器蜻蜓、機器海鷗。
影片中的機器狗跑、跳、翻、滾樣樣精通，在男主一次次的闖關冒險中提供了重要幫助。那麽，在現實生活中有沒有類似的仿生機器人呢？由我國科學家發明的一種被稱為“幾何機器人”的仿生機器人與影片中的機器狗可謂異曲同工。這種特殊的機器人的外形具有典型的幾何特征，比如，三角形、四邊形或者立方體等，奇特之處在於，它們的形狀可以發生改變，以實現滾動、步行、爬行等多種移動模式。幾何作為幾何機器人的基部元素，衍生出了複雜的邏輯，不同形狀組成的機械裝置實現了各種形態的自由切換，並且在切換過程中完成了移動。因其具有強大變形與越障能力，預期用於現有機器人難以通過的極端複雜障礙環境，包括民用搶險救援嚴重破壞路麵、軍事野外作戰動態變化地形，以及星球深度探測未知複雜表麵。
冰冷的機械，有序的程序，情感互通的狗，三者的意外相遇，碰撞出了《機器猛犬》這部青少年科幻電影。電影內外，機器人都是現在乃至未來很長一段時間的熱門話題。在人工智能技術發展已經進入快速軌道的今天，我們是否需要重新思考：未來社會，人類與機器人到底應該如何共處？
（作者：陳春全 《中國纖檢》雜誌社 編輯）
（本文轉載自：《科普時報》2020-6-26（第2版）“媒眼看世界”欄目）
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大部分科幻電影，多以宏大敘事場景和文明史詩級主題受到熱捧。而一部於2008年在美國上映的科幻電影《機器猛犬》則從另一個角度，展示了科幻電影清新、活潑的一麵。該片講述了男主人公邁爾斯與一隻軍用機器狗A.X.L.偶然相遇，建立感情，從而共同對抗敵人的精彩冒險故事。
《機器猛犬》裏的機器狗身體器官雖然都是機械製造的，但它卻有一顆真狗的心髒，在外形、行為和動作等方麵非常接近於真狗。男主角和機器狗的第一次相遇即發生了正麵衝突，看似強大的機器狗在追逐過程中撞壞了身體的零部件動彈不得，在男主巧妙的溝通下，原本已經開啟自毀程序的機器狗在最後一刻放下警惕把修複程序發到了他的手機上。
那麽，在現實生活中，人能否與機器人實現如電影中那樣的溝通呢？
如果仔細觀察，我們不難發現，應用了AI技術的機器人已經走進了我們的生活：兒童陪伴機器人、智慧導覽機器人、自動送貨機器人等多種類型的機器人已並不罕見。但是客觀來看，目前大多數機器人的智能化水平並不高，與真正實現與人類無障礙溝通還有一段差距。
現有技術下，智能機器人與人類的交流往往通過預設來完成，應用場所會決定交流的內容，比如，車站的智能機器人能夠回答車次、路線、時間等與交通相關的內容，但如果向它提問如何炒一盤魚香肉絲，顯然不在它的預設範圍，也就無法回答了。
由於受到技術處理能力的限製，智能機器人在語義分析、場景匹配、上下文關聯、情感交互等方麵的障礙在短時間內仍然難以突破。
影片中，機器狗通過與男主角眼神的交流，便感受到他的情感，領悟其想法並給予回應。也許在未來一段時間裏，這樣的情景仍然隻能出現在科幻故事裏。
隨著影片的推進，男女主角通過機器狗在塗鴉牆投射的一段視頻，了解到這隻“狗”原本是一條應該在戰爭中使用的仿生機器戰犬。“仿生”這一關鍵的技術名詞也成為整部電影十分重要的科學亮點。
仿生學是近年來發展起來的工程技術與生物科學相結合的交叉學科，試圖在技術方麵模仿動物和植物在自然界中的功。仿生機器人就是仿生技術的重要應用。目前，常見的仿生機器人主要包括地麵仿生機器人、水下仿生機器人和空中仿生機器人三大類。其中，地麵仿生機器人的研製相對最為成熟，包括四足、兩足類人形、蛇形等多種形態，它們已經在戰場偵察、探索未知天體、惡劣環境作業等方麵起到了不可或缺的作用。影片中的機器狗就屬於這個類別。水下仿生機器人主要是仿生機器魚，簡單來說，就是參照魚類遊動的原理利用機械電子元器件或智能材料實現水下推進的一種仿生機器人。而空中仿生機器人也就是能飛的仿生機器人，它們的種類繁多，模仿的動物也是五花八門，比如，機器蝙蝠、機器蜻蜓、機器海鷗。
影片中的機器狗跑、跳、翻、滾樣樣精通，在男主一次次的闖關冒險中提供了重要幫助。那麽，在現實生活中有沒有類似的仿生機器人呢？由我國科學家發明的一種被稱為“幾何機器人”的仿生機器人與影片中的機器狗可謂異曲同工。這種特殊的機器人的外形具有典型的幾何特征，比如，三角形、四邊形或者立方體等，奇特之處在於，它們的形狀可以發生改變，以實現滾動、步行、爬行等多種移動模式。幾何作為幾何機器人的基部元素，衍生出了複雜的邏輯，不同形狀組成的機械裝置實現了各種形態的自由切換，並且在切換過程中完成了移動。因其具有強大變形與越障能力，預期用於現有機器人難以通過的極端複雜障礙環境，包括民用搶險救援嚴重破壞路麵、軍事野外作戰動態變化地形，以及星球深度探測未知複雜表麵。
冰冷的機械，有序的程序，情感互通的狗，三者的意外相遇，碰撞出了《機器猛犬》這部青少年科幻電影。電影內外，機器人都是現在乃至未來很長一段時間的熱門話題。在人工智能技術發展已經進入快速軌道的今天，我們是否需要重新思考：未來社會，人類與機器人到底應該如何共處？
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