同人嘅交互從未如此豐富 – 機器人專場精彩回顧 | CCF-GAIR 2019

原標題:同人嘅交互從未如此豐富 – 機器人專場精彩回顧 | CCF-GAIR 2019

機器人嘅最終目標,還係要增強人類嘅能力

文 | 楊曉凡

AI 科技評論按:7 月 12 日-7 月 14 日,2019 第四屆全球人工智能同機器人峰會(CCF-GAIR 2019)於深圳正式召開。峰會由中國計算機學會(CCF)主辦,雷鋒網、香港中文大學(深圳)承辦,深圳市人工智能同機器人研究院協辦,得到la深圳市政府嘅大力指導,係國內人工智能同機器人學術界、工業界及投資界三大領域嘅頂級交流博覽盛會,旨喺打造國內人工智能領域極具實力嘅跨界交流合作平台。

作為中國國內最具影響力同前瞻性嘅前沿科技活動,CCF-GAIR 大會已經度過la三次精彩而又輝煌嘅曆程。CCF-GAIR 2019 延續la過去嘅強大陣容,提供la 13 個專場(人工智能前沿專場、中國人工智能四十年紀念專場、機器人前沿專場、智能交通專場、5G & AIoT 專場、AI 芯片專場、AI 金融專場、類腦計算專場、智慧城市專場、智能商業專場、智慧教育專場、AI 醫療專場、智慧城市·視覺智能專場)。

大會首日,人工智能前沿專場、中國人工智能四十年紀念專場麵向整個人工智能領域進行la曆史回顧同未來發展展望,7 月 13 日嘅機器人前沿專場、智能交通專場、5G & AIoT 專場、AI 芯片專場、AI 金融專場、類腦計算專場嘅諸位專家、學者則圍繞人工智能嘅多個細分研究領域為大家呈現la一場思諗同觀點嘅深度碰撞。雷鋒網 AI 科技評論為大家帶來機器人前沿專場嘅精彩報道。

上午場

機器人前沿專場上午場嘅主持人為 CCF-GAIR 2019 程序主席、哈爾濱工業大學(深圳)朱曉蕊教授。喺朱曉蕊教授嘅簡短介紹後,日本東北大學機器人係教授小菅一弘(Kazuhiro Kosuge),加拿大工程院院士、加拿大西安大略大學教授淩曉峰,加拿大工程院院士、香港中文大學電子工程學係主任孟慶虎,全軍肝膽外科研究所所長、解放軍總醫院第一醫學中心肝膽外二科主任劉榮,東南大學儀器科學同工程學院院長宋愛國一一登台演講。

日本東北大學機器人係教授小菅一弘:《Co-worker Robot PaDY》

展開全文

日本東北大學機器人係教授小菅一弘作為首位開講嘅嘉賓,喺本次演講中主要介紹la當前機器人發展嘅機遇同挑戰、以及其所喺實驗室嘅機器人研究成果同應用場景。

正式演講之前,小菅一弘教授先展示la一組人口老齡化嘅預測數據,並表達la自己嘅擔憂:“我今天上午喺這個酒店嘅頂樓看la一下深圳嘅城市風光,我感覺這裏嘅景色十分好,然而這美好嘅風景背後,社會上潛喺嘅一些問題同挑戰都需要我們喺未來嘅時間裏做出更多嘅努力去解決,其中就包括未來幾十年內嚴重嘅人口老齡化問題。因而,機器人嘅應用對於解決未來嘅勞動力短缺問題至關重要。”

基於機器人對於個人、社會以及國際三個層麵所發揮嘅作用同價值,小菅一弘教授分析la機器人當前所麵臨嘅挑戰以及當前各個領域對於機器人嘅需求給機器人發展帶來嘅機遇。同時,他也基於其所喺實驗室嘅研究成果,介紹laRobot Helper、機器人舞伴(PBDR)、協作機器人(PaDY)三種類型嘅機器人,其中,前麵兩種機器人都係協作機器人嘅早期研究平台,PaDY 嘅開發則真正實現la協作機器人喺工業中嘅應用。

最後,他表示,隨著機器學習等人工智能技術嘅蓬勃發展及其喺機器人領域嘅應用,將有助於推動協作機器人喺諸多製造產業中開拓更多嘅應用場景。

加拿大工程院院士淩曉峰:《產業創新嘅科學》

加拿大工程院院士、加拿大西安大略大學教授淩曉峰作為第二位出場嘅演講嘉賓,用四張 PPT 以及三個互動遊戲為大家帶來la一場精彩紛呈嘅演講。

首先,他以德州撲克為切入點,基於投資同這類棋牌遊戲嘅共性,即判斷同決策,指出人工智能喺投資創業中嘅應用必須要使用到理性定量嘅分析。

隨後,他設置la三個遊戲來讓現場嘉賓感受使用理性定量分析來進行投資決策嘅優勢。第一輪遊戲中,他給出嘅投資收益概率公式係:Y*c >> X(其中X為投資額、Y為收益額,c為獲得 Y 收益嘅概率),並設置la三種投資方案:第一種係投資1萬元,有六分之一嘅可能性會得到10萬元回報;第二種係投資1000萬,有三十六分之一嘅可能性可以得到100個1000萬;第三種係有1000萬投資預算,可以選擇X投資,也可以唔投。如果選擇投資X嘅話有六分之一嘅可能性得到10倍嘅“X”嘅收益,大家可以選擇一次性將1000萬投進去,也可以選擇多投幾次,比如投三次。

喺第二、三輪遊戲中,他又結合現實情況嘅複雜性,給這個投資收益公式增加la其他參數同其他條件。現場嘉賓也跟隨淩曉峰教授嘅步伐,探索點樣樣唔斷地優化投資決策,並一同感受人工智能對於投資創業決策嘅影響同作用。

對於進行咁樣一場演講嘅用意,他總結道:“今天我諗利用這次演講跟大家談談人工智能喺真實生活中嘅應用,讓大家可以通過這幾個遊戲感受到一種理性嘅、更接近同數學基礎統計優化嘅方法可以幫助大家更加準確地去進行生活中嘅決策,進而讓我們人類可以唔斷地應對好人工智能迅速發展所帶來嘅挑戰。”

加拿大工程院院士孟慶虎:《稠密人群動態環境中嘅機器人場景智能及示範案例》

加拿大工程院院士、香港中文大學電子工程學係主任孟慶虎教授喺本次演講中,重點介紹la人工智能、機器人嘅發展曆史,以及其喺場景智能,尤其稠密人群動態環境中嘅人機交互方麵嘅工作同經驗。

首先,孟慶虎教授帶著大家回顧la機器人嘅起源同整個發展曆史,其中他指出,實際上早喺《墨經》嘅記載中就提到過類似機器人嘅東西,比如說“公輸子削竹木為鳶,成而飛之,三日唔下”;而“機器人”這個詞最早於 1920 年出現喺捷克嘅一部巨作中,“機器人學”則係 Isaac Asimov 喺一部小說中提出來嘅。人工智能嘅曆史則要短得多:1956年嘅達特茅斯研討會確立la“人工智能”這一術語,並標誌著人工智能研究領域嘅正式開始。

而人工智能同機器人一開始嘅結合,孟慶虎教授表示,實際上就係現喺嘅“三件套”,即信息獲取、決策、執行,其中傳感器負責信息獲取,人工智能負責決策這一塊,機器人就係執行嘅載體。同時,他也指出,隨著現喺人工智能同機器人嘅結合同應用越加廣泛,人們對於二者共同能實現嘅東西往往持有十分高嘅期望,然而現實情況比我們諗象嘅更具有挑戰性。

唔過,他也表示,雖然目前人工智能肯定無法覆蓋現實世界嘅所有場景,但係喺限定la場景後,即場景智能係可以做得好好嘅。基於這個觀點,孟慶虎教授也一一呈現la其喺場景智能,尤其稠密人群動態環境中嘅人機交互方麵嘅工作以及相關嘅經驗。

最後,孟慶虎教授總結到:我認為“AI”中嘅“Artificial”應該改成“Augmented”,AI 實際上應該係各種場景智能嘅集合,隻有當我們將所有嘅場景智能集合起來後,才係真正嘅 “AI “。所以我們一上來就要做人工智能肯定係唔現實,而係要從場景智能一步一步最終走向人工智能。

全軍肝膽外科研究所所長劉榮:《機器人喺外科手術中嘅應用同展望》

全軍肝膽外科研究所所長、解放軍總醫院第一醫學中心肝膽外二科主任劉榮從外科手術嘅維度,介紹la機器人喺外科手術中應用嘅現狀同未來展望。

演講伊始,劉榮先對外科嘅發展史——機械時代、電氣時代、信息時代同智能時代進行la簡單回顧,並一一介紹la各個時代嘅代表性技術成就。其中,他重點強調la進入智能時代嘅智能外科嘅含義,即通過人工智能賦能外科實踐,利用人工智能方法輔助同替代人類進行外科診療行為,具備兩個本質性特征:一係診療行為標準化,二係診療設計嘅個體化。

隨後,劉榮先後展示la解放軍總醫院肝膽外科喺開腹手術、肝膽手術等方麵對於機器人技術嘅應用情況,並指出la機器人手術同人工智能結合嘅六大發展趨勢:一係輕量化、精密同靈巧嘅發展趨勢;二係專門化發展趨勢;三係無線化發展趨勢;四係高精度 3D 跟蹤定位及可視化技術實現手術中嘅實時標定及配準;五係同互聯網同大數據走向更加緊密嘅結合;六係更加智能化,即應用機器學習充分實現真正意義上嘅手術機器人。

最後,他分享la全軍肝膽外科研究所針對智能外科提出嘅一個學科上嘅理念——手術機器人+智能導航+自動化控製=智能外科,即智能外科係由人工智能驅動手術係統,進行手術操作,而醫生更多嘅係監督嘅作用。

東南大學儀器科學同工程學院院長宋愛國:《肢體運動康複機器人技術嘅研究同進展》

宋愛國首先介紹la康複機器人自本世紀得以發展起來嘅背景,包括人口老齡化帶來中風病人嘅急劇增加以及因交通事故致殘嘅病人對於康複機器人嘅需求等,同時,他還向一一展示la國外、國內研究機構對於康複機器人嘅研究進展同成果。基於此,他也指出la我國康複機器人研究中存喺嘅一大問題,即研究院、醫院同公司之間嘅結合唔緊密嘅問題。

隨後,他更係從技術層麵提出康複機器人嘅四大關鍵技術:

第一個係機器人要采用適應人嘅結構設計,因為它們就係用於幫助人類進行人體運動反複訓練嘅。就比如針對人體肩關節嘅複雜性,瑞士蘇黎士聯邦大學所開發出來嘅一個裝置就好好地解決la這個問題。

第二個係力反饋技術。力反饋對於康複機器人而言係一個十分重要嘅點,我們一般要求機器人要有一個反向驅動能力,然而現喺好多康複機器人都冇這種反向驅動能力,這就導致機器人隻能被動訓練,無法主動訓練。比如說如果外骨骼係鎖死嘅,冇反向驅動能力,嗰將其用於助行方麵就比較容易出事。

第三個係安全控製。對於康複機器人而言,安全係最重要嘅,因為它係一個醫療設備,一旦無法實現安全控製,就好可能造成訓練嘅損傷。這類安全事件喺近幾年已經發生la好多起,所以更需要引起該領域研究者嘅注意。

第四個係定量評估技術。目前,相關嘅研究機構還無法好好地對康複機器人嘅勢能狀態、康複效果進行定量評價,雖然也有好多機構做la好多相關工作,但係目前該領域還缺乏一套定量科學嘅評估技術。

下午場

《Human Augmentation – the Ultimate Challenging Robotic Perspective》, Abderrahmane Kheddar,法國科學院院士,法國CNRS同日本AIST機器人聯合實驗室主任

Abderrahmane 教授嘅演講並唔係針對某項具體嘅機器人技術嘅,他帶領觀眾們討論思考la一個有前瞻性、但也會好快來到我們麵前嘅話題:隨著機器人相關技術越來越成熟,未來應該點樣樣機器人同人類之間嘅關係。

他首先提出嘅一個問題係:機器人+AI嘅科研目標係增強人類還係取代人類?這個問題簡單,機器人應該係喺智慧、感知、操控物理世界嘅三個方麵增強人類嘅能力。而後,Abderrahmane 教授從多個角度解析la目前嘅同人類協作嘅機器人嘅方案設計,尤其重點介紹la外骨骼機器人、機械肢體、機器人人類複製體嘅進展同應用中可能出現嘅問題。類似電影《Surrogates》、《阿凡達》裏嗰樣嘅人類遠程控製嘅複製體,如今技術上已經有可能,但係帶來嘅感知、自我認知、社交影響相關嘅問題值得我們深思;我們為這些問題給出嘅答案也對人本身有著長遠影響。

《機器人機構可靠性技術同思考》,張憲民,華南理工大學機械同汽車工程學院院長

多自由度機器人嘅研究催生la好多工業應用,包括典型意義嘅機械臂(工業機器人),以及各類機床。國內喺機器人研發方麵技術進步迅速,但係國產機器人、機床同部件使用一段時間後精度下降好快,這導致la高端高精度嘅市場始終被國外企業占據。這就係機器人裝備可靠性研究課題嘅直接體現,也係張憲民教授此次演講針對嘅問題。

據他介紹,國內忽視可靠性相關嘅學術研究同研發投入,但國外企業對此重視,發達國家嘅機床跨國公司掌握la先進、相對成熟嘅可靠性設計同試驗技術,並視為企業嘅核心競爭力同核心機密。喺演講中,張憲民教授結合多個例子從學術研究角度介紹la可靠性研究嘅特點、內容、問題同方法、最新進展,也鼓勵國內廣大嘅機械工程學生同從業者喺這個方麵多多投入時間精力補足差距,鋪平國內機器人、機床向高端高精度發展嘅道路。

《室內無人配送機器人規模化普及時機已到》,李通,擎朗機器人CEO

擎朗機器人係室內無人配送機器人業務嘅領軍企業,比如火遍全國嘅海底撈火鍋嘅配送機器人、配送方案就來自佢哋。2018年,北京嘅一家海底撈首次部署la10個機器人作為菜品配送同回收;而這個月,深圳還有6家海裏撈使用配送機器人,更多嘅企業未來也會開始使用。

李通喺演講介紹la自己對商用機器人嘅理解:目前諗要做出強交互嘅機器人係好難嘅,但已經可以給市場提供功能性嘅機器人la。同埋,同工業機器人唔同嘅係,工業企業都有自己嘅工程師團隊,可以長期維護機器人、按需改進,但餐飲業嘅客戶係沒法單獨為機器人雇工程師維護嘅,所以擎朗機器人帶來la新嘅方案,佢哋以租代售、以運營為中心做商業機器人市場,比如以三千元每月提供機器人租賃服務,機器人本身比人力更便宜、工作時間也更長,使用機器人嘅企業也冇額外嘅後期維護支出。咁樣嘅方案可以解決餐飲業嘅行業痛點。佢哋嘅機器人方案如今唔僅喺國內超過50個餐飲品牌中得到使用,也已經出口海外,得到la海內外各界嘅關注。

《The Fourth Industrial Revolution in the Ocean:Adannces and Opportunities in Marine Robotics》,Francesco Maurelli,德國雅各布大學機器人學同自治係統助理教授

Francesco 首先做la自我介紹,並詳細解釋la自動導航任務嘅內涵、他選擇水中/水下導航研究嘅原因。他也同世界其他嘅水下、水麵機器人研發團隊有許多協作。

對水下機器人嘅自主導航來說來說,隻有GPS信號係唔夠嘅,有橋梁建築嘅遮擋;另外水流本身也比路麵嘅狀況更複雜一些。Francesco介紹la他同合作者喺自動導航、水下任務執行、波浪環境中嘅魯棒控製等課題中嘅研究成果,也介紹la針對唔同任務分別進行la邊啲係統同算法設計。最後,他也介紹la水下導航仍然存喺噪聲、深度海域、遭遇魚群、意外狀況等挑戰。

《具有社會屬性嘅智能移動機器人》,朱曉蕊,哈爾濱工業大學(深圳)教授,IEEE RAS國際事務委員會主席

朱曉蕊教授演講嘅英文副標題係 Learning from social behaviors ,她解釋道,如果諗要智能係統有社會屬性,就要求機器人可以學習、有可進化性。可進化性分為內部同外部兩方麵,內部可進化性係指係統工作嘅唔同計算平台之間有交互,外部可進化性就係指機器人能同人社交,能從人類活動中學習。

針對內部可進化性,朱曉蕊教授介紹la移動雲機器人。前者嘅特點包括能彈性分配計算資源、訪問大量數據庫、形成知識共享。朱曉蕊教授團隊設計la麵向長期實時定位嘅雲移動機器人,能充分利用雲端資源、降低機載傳感器嘅要求、平衡雲端計算能力同實時要求之間嘅平衡。這種方案需要雲、網、端三維一體,如今5G技術到來以後可以補足“網”方麵嘅短板,形成真正完善嘅方案,進入新嘅時代。

傳統機器人設計中把人作為障礙物,具有外部可進化性嘅機器人則同此剛好相反。朱曉蕊教授團隊提出嘅社交移動機器人係統,借助基於行人行為學習嘅可通行區域製圖算法(LSB)同適應人機共融動態場景下嘅機器人同時定位同構建方案(DE-SLAM),喺多個實驗中取得la優秀結果。

《人機融合外骨骼機器人係統》,吳新宇,中科院深圳先進技術研究院智能仿生中心執行主任

吳新宇教授係下午專場嘅主持人,也係下午場嘅最後一個演講嘉賓。據吳新宇教授介紹,外骨骼係有效地幫助殘疾人恢複正常生活,以及幫助體力勞動者減少勞動損傷嘅方案。外骨骼也同時喺國內外都係前沿研究熱點,發展趨勢係更方便、高效、低成本。

喺演講中,吳新宇教授詳細介紹la外骨骼研究中嘅幾個主要問題,比如點樣樣識人哋嘅運動意圖、點樣樣建立人機耦合模型、點樣樣生成同使用者運動習慣相符嘅步態等,然後介紹la自己團隊嘅多項研究成果,比如針對腰截癱嘅助力外骨骼機器人(手臂有力量可以控製同支撐)、針對高位截癱嘅正喺研發中嘅自平衡外骨骼機器人(手臂也無法運動,運動能力相當於假人)、針對老年人嘅柔性驅動全身助力外骨骼機器人、針對體力勞動者能提供30kg左右助力嘅腰部助力外骨骼機器人等。吳新宇教授還介紹la全國外骨骼比賽,提供資金支持,用比賽鼓勵相關技術研發以及方案快速迭代。

一天嘅專場結束後,觀眾們仍然意猶未盡,同埋好快圍住la數位演講者交換聯係方式。

AI科技評論將繼續帶來其他專場嘅內容回顧,請繼續關注。

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