第四节 智能机器人：让机器像人一样思考

智能机器人在我们的生活中发挥着越来越重要的作用，而智能机器人也将被运用到各种行业。

2018年5月，一款名为“小路”的智能机器人出现在北京延庆永宁公路服务站。它是首个亮相在北京公路服务站的智能机器人，能为过往游人提供多种智能服务，如：位置查询、天气预报、手机充电、百科问答、休闲娱乐等。“小路”主要承担了永宁公路服务站指路的功能，有声控和手动两种控制模式，能准确地指出卫生间、附近的加油站、百里山水画廊景区等位置。

人工智能机器人已经被证明是可靠的工具，能够像人类一样思考问题。

2013年以来，百度耗资近70亿元建设了四大研发中心和三大实验室，布局以机器学习为核心的人工智能产业。

2016年4月，百度启动的“凡尔纳”计划，再次力推百度大脑，在国内异军突起。

百度大脑是百度人工智能领域布局的重要一环，目前已经具有了全球最大的神经网络，拥有200亿个神经参数，可以更好地支持各种机器的训练工作，“智能化”的未来图景越来越清晰。

如今，数百家公司已经在使用人工智能支持的强大的虚拟助理功能。随着面向业务的消息应用程序的发展，已经为智能机器人搭建了舞台，改变了我们做生意的方式。这些智能机器人，可以通过回答问题帮助公司员工，并提供解决方案，通常是面向内部的聊天机器人。

1．何为智能机器人

智能机器人之所以叫智能机器人，这是因为它有着发达的“大脑”，在脑中起作用的是中央处理器。这种计算机跟操作它的人有直接联系，最主要的是，这样的计算机可以进行目标明确的动作。因此，这种机器人是真正的机器人，虽然它们的外表可能有所不同。

目前世界上最敏捷的机器人，可以快速奔跑并且保持平衡，可以跳跃和后空翻。其身高150厘米，重量仅有75公斤，由美国波士顿动力公司于2016年设计创造，受电力驱动和液压驱动，可以进行高强度大重量的工作。

智能机器人能够理解人类语言，用人类语言同操作者对话，在它自身的“意识”中单独形成一种使它得以“生存”的外界环境；它能对出现的情况进行分析；能够调整自己的动作，达到操作者所提出的全部要求；能够拟定所希望的动作，并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。

2．智能机器人的分类

到目前为止，在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。多数专家认为，智能机器人至少要具备以下3个要素：一是感觉要素，用来认识周围环境状态；二是运动要素，对外界做出反应性动作；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考采用什么样的动作。

感觉要素包括能感知视觉、接近、距离等的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉等的接触型传感器。这些要素相当于人类的眼、鼻、耳等五官，其功能可以利用摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。对运动要素来说，为了适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境，智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构，它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。

在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅包括位置控制，还包括：力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是3个要素中的关键，也是人们要赋予机器人必备的。思考要素包括：判断、逻辑分析、理解等。这些智力活动是一个信息处理过程，而计算机则是完成该处理过程的主要手段。

根据智能程度的不同，智能机器人可以分为三种：

（1）传感型

传感型又称外部受控机器人。机器人的本体上没有智能单元，只有执行机构和感应机构，具有利用传感信息（包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声及激光等）进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。

受控于外部计算机，在外部计算机上具有智能处理单元，处理由受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息，然后发出控制指令指挥机器人的动作。目前，机器人世界杯的小型组比赛中使用的机器人就属于这样的类型。

（2）自主型

在设计制作之后，机器人无须人的干预，就能在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人具有感知、处理、决策、执行等模块，可以像一个自主的人一样独立地活动和处理问题。

全自主移动机器人最重要的特点，是它的自主性和适应性。自主性是指，它可以在一定的环境中，不依赖任何外部控制，完全自主地执行任务；适应性是指，可以适应任何环境和情景。

（3）交互型

机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人机对话，实现对机器人的控制与操作。虽然具有部分处理和决策功能，能够独立实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能，但还要受到外部的控制。

3．智能程度分类

按照智能程度，可以将智能机器人分为以下几种：

（1）家庭智能陪护

陪护机器人主要应用于养老院或社区服务站环境，具有生理信号检测、语音交互、远程医疗、智能聊天、自主避障漫游等功能。在养老院环境，机器人实现了自主导航避障功能，能够通过语音和触屏进行交互；配合相关检测设备，机器人具有血压、心跳、血氧等生理信号检测与监控功能，可以无线连接社区网络并传输到社区医疗中心，遇到紧急情况，还能及时报警或通知亲人。机器人具有智能聊天功能，可以辅助老人心理康复；陪护机器人为人口老龄化带来的重大社会问题提供了解决方案。

（2）高级智能

高级智能机器人和初级智能机器人一样，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。不同的是，修改程序的原则不是由人规定的，而是机器人自己通过学习、总结经验，得到的修改程序的原则。这种机器人已经拥有一定的自动规划能力，能够自行安排工作；不需要人类的照料，能够独立工作，故称为高级自律机器人。

（3）初级智能

初级智能不同于工业机器人，具有像人一样的感受、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，能适应外界条件变化并做出相应调整。不过，修改程序的原则一般由人类预先给以规定。这种初级智能机器人已经拥有一定的智能，虽然还没有自动规划能力，但也开始走向成熟，达到了实用水平。

（4）工业机器人

工业机器人只能死板地按照人类的要求完成工作，不管外界条件如何何变化，自己都不能对程序也就是对所做的工作进行调整。如果想改变机器人所做的工作，必须由人对程序做相应的改变，因此它是毫无智能的。