人工智能技術(shù)與應(yīng)用（案例版）拓展閱讀匯 第4-10章

第4章拓展閱讀“機(jī)器人”作為專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)雖是60多年前，但機(jī)器人的概念在人類(lèi)的想象中卻已存在3000多年了。早在我國(guó)西周時(shí)代（公元前1046—前771年），就流傳著有關(guān)巧匠偃師獻(xiàn)給周穆王一個(gè)藝伎（歌舞機(jī)器人）的故事。如圖4-18所示。作為第一批自動(dòng)化機(jī)器動(dòng)物之一的能夠飛翔的木鳥(niǎo)是在公元前400年至公元前350年間制成的。我國(guó)東漢時(shí)期（25—220年）的張衡發(fā)明的指南車(chē)是世界上最早的機(jī)器人雛形?！端鍟?shū)》里曾記載了一個(gè)機(jī)器人的故事：“……帝猶恨不能夜召，于是命匠刻木偶人，施機(jī)關(guān)，能坐起拜伏，以像于抃。帝每在月下對(duì)酒，輒令宮人置之于座，與相酬酢，而為歡笑?！毕鄠魉鍩勖そ嘲凑瘴氖苛鴴\的形象造了木偶機(jī)器人，裝上機(jī)關(guān)，木偶能坐能站還會(huì)磕頭，楊廣經(jīng)常和這個(gè)木偶機(jī)器人月下對(duì)飲歡笑。圖4-18偃師獻(xiàn)伎在希臘神話(huà)中，公元前3世紀(jì)，古希臘發(fā)明家戴達(dá)羅斯用青銅為克里特島國(guó)王邁諾斯建造了一個(gè)守衛(wèi)寶島的青銅衛(wèi)士塔羅斯。在公元前2世紀(jì)出現(xiàn)的書(shū)籍中描寫(xiě)過(guò)一個(gè)具有類(lèi)似機(jī)器人角色的機(jī)械化劇院，這些角色能夠在宮廷儀式上進(jìn)行舞蹈和列隊(duì)表演。18世紀(jì)發(fā)明的蒸汽機(jī)開(kāi)辟了利用機(jī)器動(dòng)力代替人力的新紀(jì)元，使機(jī)器人開(kāi)始由幻想時(shí)期轉(zhuǎn)入自動(dòng)機(jī)械時(shí)期，許多機(jī)械式控制的機(jī)器人玩具和工藝品應(yīng)運(yùn)而生。瑞士鐘表名匠于1768—1774年間設(shè)計(jì)制造出3個(gè)像真人一樣大小的寫(xiě)字、繪圖和彈風(fēng)琴的機(jī)器人。它們是由凸輪控制和彈簧驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)機(jī)器，至今還作為國(guó)寶保存在瑞士博物館內(nèi)。同時(shí)，還有德國(guó)梅林制造的巨型泥塑偶人“巨龍哥雷姆”、日本物理學(xué)家細(xì)川半藏設(shè)計(jì)的各種自動(dòng)機(jī)械圖形、法國(guó)杰夸特設(shè)計(jì)的機(jī)械式可編程序織造機(jī)等。1893年加拿大摩爾設(shè)計(jì)的能行走的機(jī)器人“安德羅丁”（Android)，是以蒸汽為動(dòng)力的。這些機(jī)器人工藝珍品，標(biāo)志著人類(lèi)在機(jī)器人從夢(mèng)想到現(xiàn)實(shí)這一漫長(zhǎng)道路上前進(jìn)了一大步。第5章拓展閱讀2024年3月30日至31日，中國(guó)具身智能大會(huì)在上海舉行。與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，人工智能的下一個(gè)浪潮是具身智能（embodiedAI）。具身智能下人工智能擁有了身體，人形機(jī)器人擁有了大腦。通俗說(shuō)，具身智能就是具有身體的智能，電腦可視作“沒(méi)有身體的智能”的代表。作為人工智能進(jìn)入物理世界交互的載體，具身智能使機(jī)器人能夠感知、推理并與真實(shí)的物理世界進(jìn)行各類(lèi)互動(dòng)，成為人類(lèi)的重要伙伴和助手，帶來(lái)巨大便利和效益。如圖5-62所示，傅里葉通用人形機(jī)器人在展會(huì)上亮相，它身高1.65m，體重55kg，全身有44個(gè)自由度，對(duì)應(yīng)著44個(gè)伺服關(guān)節(jié)。傅里葉通用人形機(jī)器人具有高度仿生的軀干構(gòu)型，可以快速行走、敏捷避障、穩(wěn)健上下坡，步速可達(dá)到5km/h。還能夠結(jié)合認(rèn)知智能，與人協(xié)同完成動(dòng)作。圖5-62傅里葉通用人形機(jī)器人從深度學(xué)習(xí)、大模型、ChatGPT到Sora，逐漸逼近通用智能。具身智能不僅是機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)的應(yīng)用，它是物理世界通過(guò)傳感器映射到數(shù)字世界，使機(jī)器人像嬰兒一樣試錯(cuò)學(xué)習(xí)的技術(shù)。在這里，具身智能不僅要在復(fù)雜環(huán)境下聽(tīng)到、看到、聞到，還得學(xué)會(huì)有效整合和理解多模態(tài)數(shù)據(jù)，付諸真實(shí)行動(dòng)。這種智能體更加接近人類(lèi)的認(rèn)知和感知能力，離不開(kāi)傳感器奇點(diǎn)、算力奇點(diǎn)、通用智能奇點(diǎn)。大模型出現(xiàn)后，人與機(jī)器之間能夠進(jìn)行自然的交互。在專(zhuān)家看來(lái)，傳統(tǒng)的具身智能，任務(wù)和目標(biāo)是由人來(lái)指定的。但是大模型出現(xiàn)后，具身智能有了“靈魂”——軟硬件結(jié)合后，機(jī)器人能聽(tīng)懂人的語(yǔ)言，自主進(jìn)行空間規(guī)劃推理、運(yùn)動(dòng)，同時(shí)具備了泛化的任務(wù)分解能力并完成任務(wù)。英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛表示，人工智能的下一個(gè)浪潮將是具身智能，即能理解、推理并與物理世界互動(dòng)的智能系統(tǒng)。第6章拓展閱讀2024年4月16日，百度創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官李彥宏（Robin）在百度CreateAI開(kāi)發(fā)者大會(huì)上發(fā)表演講，主題為“人人都是開(kāi)發(fā)者”，他認(rèn)為大模型和生成式AI將徹底改變開(kāi)發(fā)者這個(gè)群體，“AI正在掀起一場(chǎng)創(chuàng)造力革命，未來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用就像拍短視頻一樣簡(jiǎn)單，人人都是開(kāi)發(fā)者，人人都是創(chuàng)造者。”會(huì)上，李彥宏與聊天機(jī)器人小度的對(duì)話(huà)，如圖6-20所示。聊天機(jī)器人在AI大模型的加持下變得更聰明了。Robin：小度小度。小度：在呢。Robin：今天有什么新聞？小度播3~5條當(dāng)日新聞快訊。Robin：小度小度，聽(tīng)說(shuō)你最近長(zhǎng)本事了？小度：我不單能陪你聊天，還能做你的AI日程助手。Robin：那我要來(lái)考考你了。幫我安排一下日程，今天活動(dòng)結(jié)束后，我會(huì)和張總一起用晚餐，之后在酒店有個(gè)管理層的會(huì)議，大概需要一個(gè)半小時(shí)，希望10點(diǎn)之前可以結(jié)束。明早我準(zhǔn)備晨跑，看看天氣如何，然后上午8點(diǎn)有個(gè)早會(huì)，請(qǐng)幫我安排好日程。小度：根據(jù)您需求，小度給您制訂最優(yōu)的日程安排如下：您與張總晚餐安排在18:00~19:30，結(jié)束后，您將在20:00參加管理層會(huì)議，21:30左右結(jié)束；明早6點(diǎn)鬧鐘將提醒您起床去晨跑，跑步時(shí)長(zhǎng)控制在1個(gè)小時(shí)以?xún)?nèi)，確保明早8點(diǎn)早會(huì)不遲到。明早天氣晴朗，氣溫25℃，建議您穿短袖外出，做好防曬，您看我能不能當(dāng)您的秘書(shū)，我還有更多新技能呢。Robin：挺好的，很棒。把這些日程同步到我的手機(jī)上吧。圖6-20李彥宏對(duì)話(huà)聊天機(jī)器人由此可見(jiàn)，小度順利完成了“換腦行動(dòng)”，形成了效果、速度和成本的最優(yōu)組合，用戶(hù)體驗(yàn)更好了。隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，似乎“你只要會(huì)說(shuō)話(huà)，就可以成為一名開(kāi)發(fā)者”的時(shí)代即將來(lái)到，自然語(yǔ)言將成為新的通用編程語(yǔ)言，用語(yǔ)言改變和創(chuàng)造世界。第7章拓展閱讀據(jù)《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》2024年2月23日?qǐng)?bào)道，2月22日下午，優(yōu)必選方面對(duì)外透露，其工業(yè)版人形機(jī)器人WalkerS已經(jīng)在蔚來(lái)的汽車(chē)工廠(chǎng)進(jìn)行“實(shí)訓(xùn)”，如圖7-40所示。有關(guān)技術(shù)人員表示，該公司工業(yè)版人形機(jī)器人WalkerS在新能源車(chē)廠(chǎng)的“實(shí)訓(xùn)”任務(wù)包括：移動(dòng)產(chǎn)線(xiàn)啟停自適應(yīng)行走、魯棒里程計(jì)與行走規(guī)劃、感知自主操作與系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與任務(wù)調(diào)度等方面。圖7-40人形機(jī)器人在新能源汽車(chē)工廠(chǎng)“實(shí)訓(xùn)”場(chǎng)景具體來(lái)看，在汽車(chē)前后門(mén)鎖的質(zhì)檢環(huán)節(jié)，WalkerS搭載了定制化AI質(zhì)檢管理系統(tǒng)，可以對(duì)汽車(chē)門(mén)鎖進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集與傳輸，門(mén)鎖狀態(tài)無(wú)誤，WalkerS則會(huì)在系統(tǒng)上標(biāo)注“OK”。安全帶檢測(cè)環(huán)節(jié)，WalkerS可以將手部翻轉(zhuǎn)180°，下拉安全帶，完成6D位姿識(shí)別。車(chē)燈蓋板質(zhì)檢環(huán)節(jié)，WalkerS同樣進(jìn)行了實(shí)時(shí)圖像采集與傳輸。最后WalkerS再走到車(chē)頭前面，貼好蔚來(lái)汽車(chē)logo（標(biāo)識(shí)）。第8章拓展閱讀2018年數(shù)博會(huì)上展出了全球首款會(huì)把脈的中醫(yī)AI機(jī)器人。受檢者將雙手放在經(jīng)絡(luò)檢測(cè)儀凹下的“手印”中，隨即相連的電腦屏上顯示出相關(guān)數(shù)值，一分鐘后，一套詳盡的經(jīng)絡(luò)檢測(cè)和體質(zhì)評(píng)估報(bào)告就出現(xiàn)在屏幕上。它實(shí)際上采集的是人體12經(jīng)絡(luò)位于手部的反射區(qū)的電生理信號(hào)，短短的幾十秒就可以采集完畢，然后后臺(tái)對(duì)收集的信息進(jìn)行計(jì)算和分析，可以檢測(cè)出受檢者五臟六腑的疾病、體能元?dú)?、精神壓力、中醫(yī)的陰陽(yáng)虛實(shí)、心血管等人體各方面的健康狀況，并且各個(gè)臟腑經(jīng)絡(luò)都有精確的數(shù)據(jù)顯示，并快速給出診斷結(jié)果以及食療配方等。中醫(yī)AI機(jī)器人匯集了1100萬(wàn)條中醫(yī)圖譜大數(shù)據(jù)，1500本中醫(yī)古籍和文獻(xiàn)大數(shù)據(jù)，10萬(wàn)份中醫(yī)專(zhuān)家驗(yàn)方大數(shù)據(jù)，10萬(wàn)條中醫(yī)脈象、經(jīng)絡(luò)、穴位大數(shù)據(jù)，200萬(wàn)條真實(shí)的中醫(yī)臨床大數(shù)據(jù)，擁有2000套中醫(yī)食療餐單，3萬(wàn)套中華美食食譜，4萬(wàn)種中草藥庫(kù)條目。機(jī)器人可以望、聞、問(wèn)、切，宣講國(guó)學(xué)、黃帝內(nèi)經(jīng)、中醫(yī)和健康觀(guān)念教育，如圖8-28所示。圖8-28會(huì)把脈的中醫(yī)AI機(jī)器人中醫(yī)AI機(jī)器人的出現(xiàn)，可以為寫(xiě)字樓、中醫(yī)館、藥店、康復(fù)中心、體檢中心、健康食品店和家庭提供更專(zhuān)業(yè)的健康食療服務(wù)。為中醫(yī)的發(fā)展注入了新的活力，也為醫(yī)療科技的未來(lái)帶來(lái)了無(wú)限的可能性。第9章拓展閱讀隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出不少知名無(wú)人機(jī)品牌。通常植保作業(yè)在到達(dá)目的地、卸車(chē)、安裝、調(diào)試、加水、加藥之后進(jìn)行，中間還要有換電的工作。作業(yè)中有一到兩個(gè)小時(shí)的準(zhǔn)備和維護(hù)工作。針對(duì)這一問(wèn)題，國(guó)外某團(tuán)隊(duì)研發(fā)了農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)平臺(tái)，有效地縮短植保作業(yè)中的準(zhǔn)備時(shí)間。圖9-46所示的農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)平臺(tái)，采用由皮卡車(chē)牽引掛車(chē)的模式。植保無(wú)人機(jī)平臺(tái)分為上下兩層，第一層有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)可以為無(wú)人機(jī)提供源源不斷的電能。近四千升的儲(chǔ)水罐可以噴灑三千多畝的土地，旁邊配有一個(gè)微型的抽水泵，只需打開(kāi)閥門(mén)，就可以抽到無(wú)人機(jī)上面。在第一層的頂部有兩個(gè)連接發(fā)電機(jī)的充電裝置，帶有散熱冷卻的功能。第二層是無(wú)人機(jī)的作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)前端帶有護(hù)欄的地方是工作人員操作臺(tái)。整個(gè)二層的飛行甲板采用的是復(fù)合材料，相當(dāng)堅(jiān)固。圖9-46農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)平臺(tái)對(duì)于美國(guó)很多上萬(wàn)畝面積的大型農(nóng)場(chǎng)，農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)平臺(tái)能夠高效完成作業(yè)。在植保作業(yè)需要不斷更換作業(yè)場(chǎng)地時(shí)，皮卡車(chē)牽引掛車(chē)的模式也較為靈活。美國(guó)農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)植保模式，都是拖拉機(jī)牽引的方式，不僅效率低，而且在土地濕潤(rùn)的地方容易陷車(chē)。農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)平臺(tái)服務(wù)，包括施肥、播種、培養(yǎng)等等，市場(chǎng)的需求空間非常大。第10章拓展閱讀在北京的火車(chē)站，科技的力量正在以一種全新的方式展現(xiàn)，那就是5G巡邏機(jī)器人和客運(yùn)智能服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用。這些機(jī)器人不僅提高了車(chē)站的安全性和服務(wù)質(zhì)量，還極大地方便了旅客的出行體驗(yàn)。5G巡邏機(jī)器人是北京火車(chē)站的一道亮麗風(fēng)景線(xiàn)，如圖5-29所示。它們裝備有先進(jìn)的傳感器和攝像頭，能夠在車(chē)站內(nèi)進(jìn)行24小時(shí)的巡邏監(jiān)控。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)的高速連接，這些機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)傳輸視頻和數(shù)據(jù)，確保安全人員能夠快速響應(yīng)任何突發(fā)事件。此外，5G技術(shù)還使得機(jī)器人能夠進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，比如識(shí)別可疑行為或者追蹤特定的人員，從而大大提高了車(chē)站的安全管理水平。圖10-295G巡邏機(jī)器人與此同時(shí)，客運(yùn)智能服務(wù)機(jī)器人則為旅客提供了極大的便利。這些機(jī)器人不僅能夠提供站內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)，幫助旅客快速找到候車(chē)室、洗手間、商店等設(shè)施，還能查詢(xún)列車(chē)的到發(fā)時(shí)間，讓旅客的等待時(shí)間更加充實(shí)和有序。更重要的是，它們配備了封閉的儲(chǔ)物箱，能夠?yàn)槁每瓦\(yùn)送重達(dá)100公斤的行李。對(duì)于那些攜帶大件行李的旅客來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)服務(wù)無(wú)疑是一個(gè)福音。他們只需將行李放入機(jī)器人的儲(chǔ)物箱內(nèi)，通過(guò)掃描二維碼或進(jìn)行人臉識(shí)別，機(jī)器人就會(huì)自動(dòng)跟隨旅客在站內(nèi)行走。這不僅減輕了旅客的負(fù)擔(dān)，也使得他們?cè)谲?chē)站內(nèi)的