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(yuǎn)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。“現(xiàn)階段的人工智能，針對(duì)一些典型場(chǎng)景，取得了很好的進(jìn)展。但處理復(fù)雜場(chǎng)景和任務(wù)時(shí)，人工智能算法還需要極大提升。”
王碩說(shuō)，了解人的智能是怎么形成的，會(huì)對(duì)機(jī)器的智能生成有比較大的幫助。在人工智能與機(jī)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(jiān)守讓研究變成樂(lè)趣，也有助于讓汗水結(jié)出碩果。
二十年堅(jiān)守
王碩是中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所（以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)化所）研究員。他所在的復(fù)雜系統(tǒng)管理與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，主要針對(duì)智能機(jī)器人技術(shù)開(kāi)展從基礎(chǔ)理論、前沿核心到重大應(yīng)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(jī)器人系統(tǒng)。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(jiān)持人工智能的相關(guān)研究很多年。”在當(dāng)時(shí)，人工智能的發(fā)展并沒(méi)有現(xiàn)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(jī)遇期。
“仿鰩魚(yú)水下作業(yè)機(jī)器人”是王碩及其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)的一個(gè)標(biāo)志性成果。這個(gè)仿生機(jī)器人系統(tǒng)借鑒了鰩魚(yú)的推進(jìn)結(jié)構(gòu)，并掛載了一個(gè)輕量的機(jī)械臂，可以抓取物體。
機(jī)器魚(yú)類的產(chǎn)品，仿生推進(jìn)控制問(wèn)題是一大難點(diǎn)。王碩及其團(tuán)隊(duì)在研究中，研發(fā)了仿魚(yú)鰭推進(jìn)系統(tǒng)，使得機(jī)器魚(yú)的推進(jìn)控制問(wèn)題得到了很好的解決。
而要讓機(jī)械臂能夠抓取物體，首先是要讓機(jī)器能夠識(shí)別目標(biāo)物體。自動(dòng)化所多年來(lái)在模式識(shí)別領(lǐng)域的積累，為物體識(shí)別提供了保障。不過(guò)，識(shí)別物體后，是讓機(jī)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(tuán)隊(duì)犯了難。
王碩說(shuō)，不同的環(huán)境和目標(biāo)位置，就有不同的操作和控制策略。“我們把多方面的技術(shù)結(jié)合在一起，取得的效果還可以。”
2018年，仿鰩魚(yú)水下作業(yè)機(jī)器人參加獐子島水下機(jī)器人大賽，下海抓取海參、海膽、扇貝等。團(tuán)隊(duì)的王宇參與了現(xiàn)場(chǎng)的操作，最終的成績(jī)十分亮眼。
“我們的機(jī)器魚(yú)在在線識(shí)別方面取得第一名，在抓取方面取得第三名。”王碩說(shuō)。
研發(fā)“云腦”
隨著智能機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人所需面對(duì)的環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜與不確定，對(duì)機(jī)器人自主、智能的要求也越來(lái)越高。特別是面對(duì)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的迅速發(fā)展，王碩思考，如何結(jié)合新技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的公共“大腦”。
王碩認(rèn)為，將大量計(jì)算需求從機(jī)器人本體移至具有更強(qiáng)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力的“大腦”，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人基礎(chǔ)功能的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和快速接入，并且實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間數(shù)據(jù)的交互和知識(shí)的共享，“是機(jī)器人研究和應(yīng)用領(lǐng)域的共性需求和發(fā)展目標(biāo)”。
王碩及其團(tuán)隊(duì)為此開(kāi)展了“云腦”系統(tǒng)研發(fā)，希望通過(guò)云端智能信息處理與決策服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理并為機(jī)器人提供智能服務(wù)。
同時(shí)，“云腦”通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的機(jī)器人核心基礎(chǔ)軟硬件和本地/云端接口協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人軟件和硬件功能構(gòu)件的可復(fù)用和可置換，能有效解決目前機(jī)器人研發(fā)中難以快速集成、存在大量的重復(fù)性工作的問(wèn)題。
王碩說(shuō)，這將大大提高機(jī)器人系統(tǒng)學(xué)習(xí)的效率、知識(shí)的共享。
邁向更深
在王碩看來(lái)，機(jī)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(jī)器人技術(shù)與其他不同領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)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(guó)科學(xué)院腦科學(xué)卓越創(chuàng)新中心建設(shè)。在這個(gè)創(chuàng)新型機(jī)構(gòu)中，集成了中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱中科院神經(jīng)所）、深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、中國(guó)科技大學(xué)等單位，促進(jìn)學(xué)科交叉融合是這一機(jī)構(gòu)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(tǒng)一、完整的理論體系。王碩意識(shí)到，現(xiàn)在的人工智能，更多的是借助計(jì)算能力，通過(guò)高性能的算法對(duì)人類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(yīng)用了，應(yīng)用效果也很好。但這些都僅是在特定場(chǎng)景的應(yīng)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。”王碩說(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(tuán)隊(duì)對(duì)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(duì)我們?nèi)斯ぶ悄芩惴ǖ倪M(jìn)一步研究很有啟發(fā)”。
摘自《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
