从自动化到自治，真正的机器人请站出来？
从自动化到自治，真正的机器人请现身？
如果我告诉你，我今天看到了一个机器人，你脑海里会想到什么？ 机器人究竟是什么？
这不是个捉弄人的问题。
科幻中的机器人
因为我们看过很多机器人。我们看过1956年电影《禁忌星球》中的机器人罗比（Robbie the Robot），《宇航家族》中的管家罗茜（Rosie），卡通片《机警救援队》中的机器人吉田特（Gigantor），上世纪70年代末星球大战中的C-3PO和R2-D2，变形金刚的大黄蜂，星际迷航中的数据（Data），以及后来的电影《机器人总动员》中的瓦力（Wall-E），《西部世界》中的多洛丽丝（Dolores）和所有合成人（synths），还有其他星球大战的派生作品中的所有机器人。
特别报道
自动化：机器人、机器学习和人工智能
自动化正在来临，无论是由机器学习驱动的新软件还是特斯拉工厂中的Optimus机器人。它将如何提升人类工作和个人生活，提高生产力和经济活动？我们将探讨这些问题，以及对就业和人们所需从事的劳动类型的影响。
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这些机器人共同塑造了我们多年来对机器人的观念，至少在电影和电视中是这样。
我们对这些机器人所讲述的故事也很熟悉。星际迷航中的数据只想更像人类。《奥维尔号》中的艾萨克（Isaac）是一种名为卡隆（Kaylon）的机器人种族，他们摧毁有机生命。 （然而，艾萨克的道路是赎罪之路，因为他是一位富有同情心的卡隆，帮助扭转了有机生命的命运。）星球大战的机器人，尤其是那些为了商品化而设计的机器人，已经成为有机伙伴的朋友和伴侣。
然后还有许多恶意的机器人，比如奥特朗（Ultron）、哈尔9000（Hal 9000）、《Doctor Who》中的达雷克人（Daleks）和赛博人（Cybermen）、《终结者》系列中的各种机器人、《星际迷航》中的诺玛德（Nomad）、洛尔（Lore）、花生篮（Peanut Hamper）和控制程序（Control），以及《星球大战》中的一批机器人。
这些机器人为作家们提供了机会，让人们借助机械生命的存在来反思人类的特点和问题，并玩弄当你创造出有或无道德约束的人工生命时会发生什么。
真实世界的机器人
但是机器人在现实世界中存在。它们的行为方式不像C-3PO或Mr. Data那样。相反，它们从巨大的自动化工厂到汽车焊接机器人，从3D打印机到孩子们的玩具，种类繁多。是什么让这些机器人…成为机器人？它们与科幻电影中的机器人有何不同？
首先，科幻电影中的机器人通常是完全自主的。《星际迷航：下一代》中的Data和《星际迷航：航海家号》中的医生（The Doctor，一种全息AI）在虚构的联邦眼中甚至被宣布为合法人物。没有人声称我朋友的特斯拉是一个合法的人。
事实上，汽车行业已经制定了一套定义机器人车辆“自主性”的标准，我们也可以将这些标准应用于其他机器人。SAE J3016标准一共有六级：0级、1级和2级描述了自动化的限制，而3级、4级和5级描述了更完全的自主功能。
现在你可以看到，蓝色的标准指明了即使在车辆的帮助下，人类驾驶员仍然必须控制车辆，而绿色的标准则指明（大部分情况下）车辆能够做出所有必要的决策。
今天，我们大多数现实世界中的机器人都属于蓝色的一边。这就是为什么我使用自动化与自治来区分机器人的能力。虽然这两个词听起来很相似，但它们有以下区别：
- 自动化系统遵循预定义的规则执行特定任务。
- 自治系统能够独立操作，做出决策，并适应新的情况。
我认为，今天大多数机器人只是具有一定程度的实际运动能力的自动化设备。它们执行一系列步骤，可能根据某些标准进行修改。（例如，当3D打印机耗尽材料时会停止打印，只有在加载更多材料后才会继续打印。）自治设备包括C-3PO，Mr. Data，T-800或亚马逊的无人配送机器人。
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眼下，我们对自动化的掌握非常好，但对于自治还有待提高。但我们正在朝着这个方向努力。
广泛的动态范围
今天的机器人，尽管没有Mr. Data那样多才多艺，但通常非常有用和功能强大。
这些机器人包括工业机器人，医疗机器人，军事和防御机器人，家庭机器人，娱乐机器人，太空探索和维护机器人，农业机器人，零售机器人，水下机器人和远程出席机器人，可以帮助人们远程参与活动。
我个人的兴趣一直专注于对制造商和爱好者可用和可访问的机器人，这些机器人使个人能够构建、设计和原型化以前只有那些拥有配备有制造设备的车间的人才能够实现的项目。
我指的是3D打印机，它通过熔化的塑料层来构建物体；CNC设备，它通常用于切割、雕刻和去除木材或金属以创建物体；激光切割机，它非常适合切割标志、雕刻和制作非常精细的零件和电路板；甚至还有车身贴膜切割机，可以精确地按照复杂的图案切割轻巧、柔软的材料。
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这些机器是使用CAD软件进行编程的，用于定义 – 也就是设计 – 正在构建的物体。这些设计然后被转换为一系列运动指令，指导机器进行重复、复杂的移动。
例如，我使用CNC制作了一系列用于零件存储的相同的定制组织架。在我设计和组装组织架的同时，机器人成为了一个力量倍增器，刻划精确的架子支撑特征，这是远远超出了我木工技能范围的工序，我通常只会敲钉子和拧螺丝。
如今，机器人的动态范围非常广泛，从儿童学习玩具到令人惊叹的复杂巨大的亚马逊智能仓库。每个仓库都包含数千个机器人，但由于它们相互协同工作，整个仓库本身可以被认为是一个巨大的机器人。
自治的范围
让我们回到自动化机器人与自治机器人的讨论。自动化机器人可以遵循一系列任务，通常由人类操作员监督（或至少定期检查）。
我的3D打印机是一个很好的例子。当我在CAD软件中创建设计，并将设计转换为gcode时，我所创建的是一系列运动指令。指令指定了打印头的X和Y位置，以及挤出器需要提升多高来适应不断添加的层。指令还指定了挤出器的温度，决定塑料融化到前一层的速度和平滑程度。
通常，我会开始一次打印，并通过摄像头监控打印过程。在十分罕见的情况下，如果打印失败或打印机决定把熔化的塑料喷射到空中，我通常能够迅速发现并赶到Fab Lab来取消打印。打印机是自动化的 – 它遵循指令 – 但这个过程不是自主的。
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新一代打印机正在引入一些人工智能技术：摄像头将图像传输给处理器，处理器使用一些机器学习技术来分析每个图像，并判断是否存在故障情况。尽管这些机器无法修复故障，但机器学习可以关闭打印过程，防止材料损失和潜在的安全隐患。
当你参观亚马逊的工厂时，你会看到更多的机器人。有一些运输机器人会沿着地板移动，将产品交付出去。其中大部分都是自动化的，而非自治的。但是亚马逊复杂多变的传送带系统确实具备智能成像系统，能够在产品经过时对其进行一些决策。在这里，我们开始看到越来越多的管理工作在没有人类监督的情况下进行。
我还有一架无人机，也表现出一些自治行为。当我通过手持控制器对其进行指导时，如果将其送出无线电范围，无人机将自动接管。它将制定航线返回原点，避开树木和电线等障碍物，以自动方式返回主要地点，无需任何干预。当它感知到电池电量不足以继续飞行时，它会执行相同的行为。
在这三个例子中（辅助人工智能监控的3D打印机、仓库传送带监控和返航飞行），我们看到自主行为是一个大多数自动化系统的扩展。我认为这就是我们将会看到自主功能的推出方式。它们将逐步在各种具体情境下实现，直到越来越多的情况被考虑进去。
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最终，你将能够爬进汽车里，在车辆将你开到离你办公室最近的星巴克的路上多睡45分钟。但是正如我们之前讨论过的SAE级别驾驶自动化表所示，Level 5是一个重要的步骤。在那一点上，我们将信任车辆在任何道路条件下都能智能地、谨慎地、迅速地、安全地应对。 大多数专家相信，2030年后我们将开始看到具备这种能力的汽车。
当ChatGPT在它的一个著名幻觉中出错时，这只是令人讨厌的 – 如果有人在某篇文章中使用该材料，可能也会让人尴尬。但是当机器人在现实世界中出错时，可能会发生物理上的错误，甚至是致命的错误。由于风险很高，不仅在完全自治系统的开发过程中需要采取更多注意，还需要在系统的部署和发布过程中确保它们在共享环境中是安全的。
展望未来：明天的机器人
让我们回顾一下我们的三个主要观点：首先，科幻小说给我们描绘了一个既警示又向往的机器人形象 – 但未必实用。其次，很多东西在现实世界中都可以被视为机器人。第三，不同现实世界中的机器人的自治范围可以有所不同。
乍一看，人工智能和机器人似乎是紧密相连的。但正如我们所见，根据涉及的技术水平和机器人的目的，人工智能可能对机器人的全部、部分或无所作用。虽然让制作机器人知道何时处于故障状态并停止工作可能很好，但自动化的机床和3D打印机遵循它们的gcode指令已经给我们带来了很大的价值。
展望未来，我们将看到更多的自主系统。 未来几十年，西门子展示了一个令人着迷的工厂未来模型，其中展示了许多与整个生产过程进行互动的自主系统。
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除了娱乐角色的世界外，机器人是复杂的机制，通过它们产生的价值来证明创建它们的成本和努力是合理的，不管是成本节约、节约时间、承担本来困难的工艺、在对人类危险的环境中操作，还是增强其人类操作员努力的能力。
与真实世界互动和执行自动步骤是参与机器人革命的基本要求。随着我们的继续前进，预计机器学习、智能视觉、生成式人工智能、传统编程技能和机械设计能力之间的融合将打开新的大门，提供新的机会，并帮助各种规模和能力的机器人更好地帮助我们。
另一方面，如果——将来有一天——机器人开始大喊“终结！终结！” …呃…危险，威尔·罗宾逊，毕迪毕迪毕迪，这些不是你要找的机器人。
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