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机器人与人工智能

简介

机器人和人工智能是当今塑造我们世界的两项最令人兴奋的技术。机器人是一种能够独立完成任务或在计算机程序指导下工作的机器。人工智能,通常被称为AI,是计算机像人类一样学习、解决问题和做出决策的能力。当机器人和人工智能协同工作时,机器可以做到曾经看似不可能的事情,从探索其他星球到帮助医生进行手术。了解这些技术是如何工作的,有助于我们认识到它们已经是我们日常生活的一部分,以及它们未来可能将我们带向何方。

机器人的历史

“机器人”(robot)这个词最早出现在1920年的戏剧《R.U.R.》中,该剧由捷克作家卡雷尔·恰佩克创作。实际上是他的兄弟约瑟夫发明了这个词,以捷克语"robota"为基础,意思是强制劳动。第一台真正的工业机器人叫做Unimate,于1961年开始在通用汽车的装配线上工作。Unimate是一个巨大的机械臂,负责拾取炙热的金属零件并将其堆叠起来,这项危险的工作以前由人类工人来完成。从那时起,机器人迅速遍布全球工厂。到2000年代,本田等公司已经建造出像ASIMO这样的人形机器人,它能够行走、奔跑、爬楼梯,甚至识别人脸和声音。

机器人是如何工作的

每台机器人都有三个基本组成部分:传感器、处理器和执行器。传感器就像机器人的眼睛和耳朵,从周围世界收集信息,比如光线、声音、温度或与物体的距离。处理器是机器人的大脑,它接收传感器的信息,通过计算机程序进行分析,并决定下一步该做什么。执行器是机器人的肌肉,是执行处理器指令进行移动或抓取的电机、轮子或机械臂。有些机器人遵循固定的指令,一遍又一遍地执行同样的任务,而另一些机器人则使用人工智能来适应并从新情况中学习。

什么是人工智能?

人工智能是计算机科学的一个分支,专注于建造能够思考和学习的机器。传统的计算机程序遵循程序员编写的精确、逐步的指令。人工智能程序则不同,因为它们可以通过研究大量数据并发现规律来随时间不断进步。例如,人工智能可以查看数千张猫和狗的照片,并学会区分它们,即使没有人给它具体的规则来教它如何做到这一点。人工智能被用于Siri和Alexa等语音助手、推荐视频或歌曲的推荐系统,以及几乎能即时将一种语言转换成另一种语言的翻译工具。

机器人在太空中

一些有史以来最令人印象深刻的机器人正在探索其他星球。NASA的火星探测车,包括"好奇号"和"毅力号",是在火星表面行驶、采集岩石样本和拍照的机器人。由于地球和火星之间的无线电信号单程可能需要长达20分钟,这些探测车需要自主做出许多决定。“毅力号"使用先进的导航系统,在前方地形上创建3D地图,发现巨石等障碍物,并规划安全路径绕行,无需等待地面控制员的指令。2026年初,“毅力号"甚至完成了利用人工智能规划的行驶路线,这在另一个星球上的任何机器人中都是首次。

机器人在日常生活中

机器人不仅存在于工厂和遥远的星球上,它们正在以人们可能都没有注意到的方式成为日常生活的一部分。扫地机器人在家里穿行,绘制房间地图并避开家具。在仓库里,一队队小型机器人在地板上快速穿行,将包裹运送到发货区。一些餐厅使用机器人将食物送到餐桌上。在医院里,手术机器人帮助医生以极高的精准度进行精细手术。自动驾驶汽车使用传感器、摄像头和人工智能在道路上行驶,送货无人机也开始将包裹送到人们家门口。随着这些技术不断改进并变得更加经济实惠,机器人很可能会在我们的社区中承担更多角色。

趣味小知识

  • “机器人"这个词是约瑟夫·恰佩克为其兄弟卡雷尔1920年的戏剧《R.U.R.》发明的,源自捷克语中意为强制劳动的词。
  • Unimate,第一台工业机器人,曾在《今晚秀》节目中亮相,将高尔夫球打进杯子,还指挥了一场管弦乐演奏。
  • NASA的"毅力号"探测车大约有90%的火星行程是通过自主驾驶完成的,无需人类直接控制。
  • 本田公司的ASIMO机器人能够行走、奔跑、单脚跳,还能端着一盘饮料而不洒出来。
  • 如今全世界工厂中有超过400万台工业机器人在工作。