看“化身机器人”：上探火星 下潜深海
来源：广州日报 日期:2016-10-24
对于机器人而言，步行是一大困难
这是火星的中午时分，猩红色的天空清晰可见，气温大约是零摄氏度——对外出来说，可谓万事俱备。
“观光者”们一个接一个地跳下车，目之所及是一片岩石，火卫一(Phobos)的轮廓模糊不清。在这个场景中，没有航空服、没有导游，甚至没有任何人类——这是一场“化身机器人”(robot avatars)的派对。
这不是幻想，而是正在接近且有望实现的科学设想。科学家们致力于开发全新的人型机器人(humanoid robot)，让它们在人类的实时操控下，去那些人力难以企及之地，探寻所有未解之谜。
设想
足不出户就
在火星探险
按照科学家的设想，当“化身机器人”攀登太阳系最大的火山——火星的奥林匹斯山(Olympus Mons)时，真正的旅行者即人类还远在5.46千万公里外的地球上。
人们可以窝在安全而舒适的起居室里，穿上装满传感器的衣服。这样，他们的每一个身体动作都能实时传送到远在火星的机器人身上。更重要的是，在地球上的旅客能够看见、听见和感觉到机器人遇到的一切：从脚下岩石的阻碍到肩上摄像机的重量。考虑到火星那严酷的自然条件，这种方法也许是普通人到火星探险的最佳方案。要知道，往返火星和地球需要飞行20个月，火星的平均温度为零下55摄氏度，更别提一次旅行的费用高达100亿美元。
局限
依赖经验
无法“独立思考”
机器人虽然强大，但也有“命门”。比如说，抓握就是一个大难题。要让机器人以恰到好处的力量抓起物体，设计者首先要计算出各种材料和物体分别能承受多大的力量，再将这些信息“教给”机器人。
更重要的是，机器人太依赖经验，不能“独立思考”。谷歌的无人驾驶汽车到今年8月为止已经行驶了170000英里，可环绕地球7圈。“但你要知道，它们上路前就已经录入了巨大的数据库。”瑞士联邦科技研究所的布奇利说，谷歌无人驾驶汽车不能自己开创新的行驶路线。
目前市面上占主流地位的自动机器人一旦遇到新的环境——在科学上被称为“无组织”的环境，就很容易陷入迷惑。因为它们缺乏生活经验，无法做出明智决定。“你想想，一个人类航天员执行任务时往往已经40多岁了，他有知识、技术，而且经验丰富。”布奇利说，但机器人却没有这种储备。
上天：透过机器人的眼睛“看”火星
对“化身机器人”来说最大的优势是：能去到人不能去的地方。科学家将最成熟的传感技术与最新的虚拟现实技术相结合，可以让机器人描绘出三维图像，再传回给人类控制者。尽管还有很多问题有待解决，但实现这一设想的所有技术都已出现了。
首先，火星上已经有人类派遣的“化身机器人”。美国国家航空航天局(NASA)飞机推进器实验室的约翰·佳莱士说，自2006年登陆火星，“机遇”号火星探测器持续发回了清晰度较高的火星表面三维图像。
其次，现有的火星探测器本身具备了“立体视野”模式——即与人类一样、用双眼望向同一个方向。
通过比较双眼所见景物的细微差异，探测器可以计算深度、物体的大小以及自身和物体之间的距离。也就是说，它们能够代替人类去“看”。
入海：触觉可媲美真人
在2012年，斯坦福大学的科研团队就在探索将机器人作为真人的“化身”，用于科研探索。只不过，他们设想的是场景不是太空，而是深海。红海海域有着地球上最具生物多样性的珊瑚礁，上千种鱼类在这里生活。在距离珊瑚礁海域40公里的埃及城市赫尔格达，旅游业以爆炸的速度增长。1989年，这里只有565个酒店房间;2006年，这个数字达到4.8万余个房间。保护这片海域就是和时间比赛，首要工作是搞清楚海里有什么。
斯坦福大学以奥萨马·卡提布为首的团队研发出人型机器人——“海洋一号”。“海洋一号”的触觉可媲美真人。它的双手装有压力传感器，实时将信息传回控制器。操控者能立刻体会到机器人的“感受”，并做出反应。“海洋一号”结合了人的智慧和机器的韧性，可胜任高难度的工作。
未来：开发“意念控制”机器人
“海洋一号”还是通过操控杆来控制的。有科学家开发出了更高级的机器人，能够完全跟随人的行动而动，就像“高科技木偶”。研究人员只要穿上装满传感器的衣服就可以操控。斯坦福大学的卡提布团队正致力于开发更加先进的“化身机器人”——用意念控制的机器人。在2012年，就有研究团队在这方面做过试验并取得成功。一个人躺在核磁共振机内，只要脑子里设想某个动作，就能控制机器人做出同样的动作。
对NASA来说，让“化身机器人”代替人类进行火星探险，还有一些其他的障碍要克服，比如通讯问题。
目前NASA总部与火星探测器之间使用无线电波通讯，速度是30万公里/秒。但火星实在是太远了，指令的往返延迟有15分钟左右。
尽管困难重重，但科学家们仍然对人型机器人探索火星持积极的态度。他们认为，随着人工智能技术的发展，也许机器人能最终在月球表面或其他行星上定居。
