如何才能讓機器人擁有人類的智慧？

作為賓夕法尼亞大學工程和應用科學院的教授，丹尼爾·李參與過一些重要的，且資金充沛的研究項目，旨在擴大人類的科學認識。

    李教授在過去5年中參加了一系列的項目，包括指導一支競爭力超強的小狗足球隊、參加在加利福尼亞州沙漠舉行的充滿挑戰性的公路賽車以及教導一隻小狗後空翻。正如他所展示的那樣，最後一項做起來可真不容易。他在三英尺高的表演臺上放置了一塊橡膠墊，讓小狗在墊上作後空翻。小狗成功地表演了後空翻，但卻落在台邊上，重重摔落在地。李說：“它們有時可不是那麼聰明。”

    李教授的研究物件不是一隻真正的狗，而是索尼的愛寶（Aibo）機器狗。雖然他的研究中有些許異想天開的成份，但他參與的項目——比如指導機器狗足球隊如何並肩作戰，或是讓配備感測器和小型發動機的汽車在交通擁擠的城市街道自動駕駛——均有助於他實現自己的雄心壯志。其實說起來很簡單，他就是想知道如何才能讓機器人像人類一樣思考和行動。

    近來李教授在由賓大工程院和沃頓商學院合作舉辦的技術管理碩士課程中的一場名為“智慧型機器人：下一步會如何？（Smart Robots: What’s Next?）”的講座上說，要讓機器人像人類一樣從事各種各樣的任務，還需要探索許多未知的領域。多年來，研究人員只是專注于開發讓機器人工作的基礎技術。但李指出，儘管這方面的技術已有進步，但是人類的智慧——即使是認識面孔的能力——依然是我們目前的研究能力所無法企及的。他同時為自己的研究領域提出了一個關鍵的問題：“為什麼建立人工智慧會這麼困難呢？”

替代人類戰士

    這個問題的回答，將超過學術研究的範疇。在美國，五角大樓斥鉅資——有些技術分析師認為多年來其投資已達1000億美元——開發研究能夠輔助或是替代人類戰士的機器人。美國國防部的未來作戰系統（Future Combat Systems, FCS）現代化計畫一直為該技術的開發提供研究資金。李所在的賓大團隊獲得了陸軍研究實驗室（Army Research Lab）2200萬美元的資金，用於製造能在戰區獨立作戰的機器人。

    李認為，雖然在美國，自動化機器人的商業開發主要用於軍事用途，但智慧型機器人仍然擁有巨大的商機。他指出，日本研究智慧型機器人是為了幫助國內迅速擴大的老年群體做家務。

    人工智慧方面的深入研究可能會使機器人的商業開發擺脫某位專家最近所說的“3D用途，即乏味的、骯髒的或危險的（dull, dirty or dangerous）的三大用途”。3月31日，本田公司展示了一個類似頭盔的裝置，它能夠讀取人的腦電波並傳輸給本田製造的一種類人機器人。有了這種裝置，你就可以讓這種名為“愛死我”（Asimo）的機器人執行簡單的任務，包括移動它的胳膊。

    李說：“在日本，人們把機器人看成是一種服務。”而在美國，讓機器人執行商業任務的進展則比較緩慢。“在美國，國家科學基金會（National Science Foundation）也資助了許多研究項目，所以美國國內對於機器人的商業用途也有相關研究，但更多的資金還是來自國防預算。”

    李設想了未來機器人的商業應用。目前對這些技術的研究很可能將影響未來的工業和企業。他說：“我們可以製造許多內置感測器、傳動裝置和計算電子技術的微型裝置和設備；唯一的問題是如何能讓它們在各種環境中聰明積極地工作。未來的裝置將不僅能儲存資訊，允許用戶玩遊戲，還能提供更多幫助。”

    李教授接受過專業的物理學訓練，持有哈佛大學學士學位和麻省理工學院凝聚態物理學的博士學位。90年代加入貝爾實驗室後，他對機器人學產生了濃厚的興趣。他想知道為什麼——儘管電腦技術獲得了如此迅猛的發展——機器人卻仍然無法執行人類和其他動物能輕易完成的任務。李現在正在研究生物學，希望能進一步瞭解人類計算資訊的方式以便將其應用于機器人世界。

    李在談到機器人開發的現狀時說：“現在這些裝置已經配置了電腦化元件和感測器，只是人們不知道怎麼用。”他認為，要製造一台更聰明的機器，最好的方法是效法人腦。

    類比生物學原理來促進技術的發展並不是一個新概念。他指出，從前人們認為只要有翅膀就能飛翔，直到20世紀初空氣動力的理念才第一次得到應用。“當時會有人戴上一對翅膀，從樓下跳下來——結局可想而知，這並不奏效。”懷特兄弟之所以在1903年飛行成功，是因為他們仔細研究了鳥類飛行背後的力學原理。鳥類振動翅膀是為了保持平衡和向前推進，但是它們能飛翔是因為在空中全速前進時，其翅膀的弧度造成身下的氣壓大於頭上的氣壓，提供了飛行所需要的升力。“所以飛行員的主要工作就是利用振動讓飛行器的機翼部位產生弧度。”

    但是人類的大腦並不像鳥類的翅膀那樣容易複製。

    李指出，電腦可以運用“窮舉”數位分析打敗國際象棋冠軍，但也是僅此而已。他說，人腦是一種非常精密的儀器，遠超出人們目前理解的範圍。“依賴快速搜索和窮舉計算的傳統電腦演算法不能使機器變得聰明。所以我們需要開發一種新的演算法，以不同的方式處理這些問題，這樣機器人才能在複雜的環境中工作。在這方面我們已經做了一些富有成效的工作，但要讓一台機器變得和狗一樣聰明，還有漫長的路要走。”

    機器人目前已經掌握了某一些生物的技能——李的索尼愛寶機器狗已展示了這一點。首先他向那只電子狗喊了一聲：“嗨”，電子狗就轉過頭對著他。接著他走到另一邊說：“哎，這裏”，機器狗又把頭轉向他。為了開發這種機器人技術，設計師必須研製能模擬人類聲音處理的聲音感測器：聲波抵達左邊或右邊感測器速度的納米級差別能告訴機器狗聲音的來源以及頭的轉向。

    李說，隨著機器人感知周圍環境和執行機動化任務能力的逐漸提高，它們的人工智慧——無須人類不斷指導便能執行某些任務的能力——也會慢慢提升。這就是為什麼四支由索尼愛寶機器狗組成的足球隊所參與的國際足球比賽不僅僅是一項有趣的娛樂活動，而且也成為李及其學生寶貴的學習工具。

    “UPennalyzers”——由李教授、賓大工程院其他老師和學生創建的足球隊——由4只內置電腦的機器狗組成。它們可以運用感測器分析3×5米的賽場情況，並通過無線通訊與隊友交流——但在20分鐘的比賽中不須人類控制。

    李說機器人比賽剛開始是殘酷的。“見過6、7歲的小孩踢足球嗎？每個人都同時追逐一個球。機器狗比賽也是這樣，所以它們要麼把足球困在角落長達半個小時，要麼就把球踢入自己的球門。”但是李播放了UPennalyzers在最近一場比賽中一個複雜攻門的錄影，表明機器狗的智慧已漸漸提升，能夠進行更高水準的比賽。“現在它們可以交流了：‘你負責盯球，我來防守’。”

    該團隊使用機器狗而不是類人機器人是因為兩條腿移動對機器人而言極其困難。近幾年，李和他的團隊從五角大樓的國防高級研究計畫署（DARPA）獲得了至少350萬美元的撥款，培訓機器人行走並製造一種能夠運用感測器在艱難地形中獨立行走的機器人。這種裝置的軍事優勢——可在危險戰區運送重物穿越高山或沙漠——顯而易見，但兩條腿行走仍然像是機器人程式師的聖杯。他說：“他們想要一種能負重200鎊穿越高山的機器，因為車是無法攀登高山的。”

打火機的新用途？

    然而，研製無人駕駛的智慧汽車——該項目也獲得了DARPA的巨額資金，目標是在2015年前讓美國軍隊中三分之一的車輛都能實現無人駕駛——是李及其學生更大的成功和驕傲。最近他們入圍2007 DARPA<SPAN lang=ZH-TW style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: PMingLiU; mso-