智能的本質(zhì)是什么?人的智能是怎么產(chǎn)生的?要探索這些終極問(wèn)題,即便是遙遠的未來(lái)也未必有解。
這也是王碩在人工智能研究的道路上遇到的最大困難?!艾F階段的人工智能,針對一些典型場(chǎng)景,取得了很好的進(jìn)展。但處理復雜場(chǎng)景和任務(wù)時(shí),人工智能算法還需要極大提升?!?nbsp;
王碩說(shuō),了解人的智能是怎么形成的,會(huì )對機器的智能生成有比較大的幫助。在人工智能與機器人領(lǐng)域近二十年的耕作中,王碩的研究方向沒(méi)有太多變動(dòng)。他覺(jué)得,這樣的堅守讓研究變成樂(lè )趣,也有助于讓汗水結出碩果。
二十年堅守
王碩是中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)化所)研究員。他所在的復雜系統管理與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗室,主要針對智能機器人技術(shù)開(kāi)展從基礎理論、前沿核心到重大應用的全方位、多層次的研究和探索。
1998年,王碩來(lái)到自動(dòng)化所攻讀博士學(xué)位,方向就是多機器人系統。2001年畢業(yè)后,留在自動(dòng)化所工作至今。
“所里的很多老師,堅持人工智能的相關(guān)研究很多年?!痹诋敃r(shí),人工智能的發(fā)展并沒(méi)有現在這般如火如荼。蟄伏多年,王碩和同事們才迎來(lái)了人工智能的黃金機遇期。
“仿鰩魚(yú)水下作業(yè)機器人”是王碩及其團隊近年來(lái)的一個(gè)標志性成果。這個(gè)仿生機器人系統借鑒了鰩魚(yú)的推進(jìn)結構,并掛載了一個(gè)輕量的機械臂,可以抓取物體。
機器魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)品,仿生推進(jìn)控制問(wèn)題是一大難點(diǎn)。王碩及其團隊在研究中,研發(fā)了仿魚(yú)鰭推進(jìn)系統,使得機器魚(yú)的推進(jìn)控制問(wèn)題得到了很好的解決。
而要讓機械臂能夠抓取物體,首先是要讓機器能夠識別目標物體。自動(dòng)化所多年來(lái)在模式識別領(lǐng)域的積累,為物體識別提供了保障。不過(guò),識別物體后,是讓機器魚(yú)先游過(guò)去再抓取,還是直接伸臂去抓?是從上面去抓,還是從左邊去抓?這個(gè)問(wèn)題讓團隊犯了難。
王碩說(shuō),不同的環(huán)境和目標位置,就有不同的操作和控制策略?!拔覀儼讯喾矫娴募夹g(shù)結合在一起,取得的效果還可以?!?nbsp;
2018年,仿鰩魚(yú)水下作業(yè)機器人參加獐子島水下機器人大賽,下海抓取海參、海膽、扇貝等。團隊的王宇參與了現場(chǎng)的操作,最終的成績(jì)十分亮眼。
“我們的機器魚(yú)在在線(xiàn)識別方面取得第一名,在抓取方面取得第三名?!蓖醮T說(shuō)。
研發(fā)“云腦”
隨著(zhù)智能機器人應用領(lǐng)域的不斷擴大,機器人所需面對的環(huán)境變得越來(lái)越復雜與不確定,對機器人自主、智能的要求也越來(lái)越高。特別是面對云計算、大數據等技術(shù)的迅速發(fā)展,王碩思考,如何結合新技術(shù),構建一個(gè)機器人系統的公共“大腦”。
王碩認為,將大量計算需求從機器人本體移至具有更強計算能力和存儲能力的“大腦”,實(shí)現機器人基礎功能的模塊化、標準化和快速接入,并且實(shí)現機器人之間數據的交互和知識的共享,“是機器人研究和應用領(lǐng)域的共性需求和發(fā)展目標”。
王碩及其團隊為此開(kāi)展了“云腦”系統研發(fā),希望通過(guò)云端智能信息處理與決策服務(wù)平臺,實(shí)現多個(gè)機器人的統一協(xié)調管理并為機器人提供智能服務(wù)。
同時(shí),“云腦”通過(guò)標準化、模塊化的機器人核心基礎軟硬件和本地/云端接口協(xié)議,可實(shí)現機器人軟件和硬件功能構件的可復用和可置換,能有效解決目前機器人研發(fā)中難以快速集成、存在大量的重復性工作的問(wèn)題。
王碩說(shuō),這將大大提高機器人系統學(xué)習的效率、知識的共享。
邁向更深
在王碩看來(lái),機器人產(chǎn)業(yè)是很重要的產(chǎn)業(yè)方向,而多學(xué)科交叉、機器人技術(shù)與其他不同領(lǐng)域技術(shù)相結合,也將產(chǎn)生很好的顛覆性技術(shù)。
自動(dòng)化所參與了中國科學(xué)院腦科學(xué)卓越創(chuàng )新中心建設。在這個(gè)創(chuàng )新型機構中,集成了中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中科院神經(jīng)所)、深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、中國科技大學(xué)等單位,促進(jìn)學(xué)科交叉融合是這一機構的重要特征。
但如今的腦科學(xué)中,關(guān)于大腦智能的研究還沒(méi)有形成統一、完整的理論體系。王碩意識到,現在的人工智能,更多的是借助計算能力,通過(guò)高性能的算法對人類(lèi)智能做一些功能的模仿。這些模仿與人的真正的智能差距還是很大的。
“盡管在實(shí)際生活中,有一些已經(jīng)在應用了,應用效果也很好。但這些都僅是在特定場(chǎng)景的應用。如果場(chǎng)景環(huán)境發(fā)生較大變化,其適用能力就會(huì )大幅降低?!蓖醮T說(shuō)。
通過(guò)與中科院神經(jīng)所等單位的同仁進(jìn)行交流,促進(jìn)了王碩團隊對神經(jīng)科學(xué)的了解。他們也跟中科院神經(jīng)所、東北師范大學(xué)心理學(xué)院等單位建立了合作聯(lián)系,“這對我們人工智能算法的進(jìn)一步研究很有啟發(fā)”。
摘自《中國科學(xué)報》