机械人能成为电子羊么？软绵绵、甚至喷鼻香喷喷的那种

择要：在未来，不仅可以用硅、纸、纤维等材料来制作机器人，还可以用食品。
是的，机器人不仅能被食用了，还能顺便治病。

麻省理工学院（MIT）打算机科学与人工智能实验室主任 Daniela Rus 和她的学生们碰着了一次不小的挫折。

花了三年韶光做出来的水下开麦拉械人「Amour」（Autonomous Modular Optical Underwater Robot），在新西兰水域的一次测试中一去无回，一同丢失的还有 Amour 的所有数据。
但这群科学家没有屁滚尿流。
很快，根据做 Amour 时积累的履历，她们只花了三个月就做出了更加前辈的机器人「Fish」，这一次韶光的本钱缩减为上一次的1/12。
更快，现在做一个更加完善的水下机器人，这些专家只须要花几个小时。

更主要的是「Fish」更加优柔（Soft），而优柔在 Rus 教授看来就意味着机器人的进步。
她将机器人时期划分成了两部分，传统机器人时期以及自适应柔性机器人时期，过去60年是传统机器时期，接下来的60年将是自适应柔性机器人时期。
所谓柔性机器人特指那些根据杨氏模型（杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量）来打算能够达到更软柔韧度的机器人。

在接管极客公园的独家专访时，Rus 认为，比较于传统机器人，这些自适应柔性机器人更加安全、更加灵敏。
她边说边将左小臂绕在右下臂下面，并将将旁边手相互交叉，「如果这个机器人手臂很僵硬的话，只能做很大略的动作。
但是你看我有大臂，还有小臂，我还有手腕，它是非常灵敏的，但是传统机器人是没办法做到这一点的。
」

「两个时期」

GEEKPARK：本日在你的演讲中，你把机器人分柔性机器人和传统的机器人，为什么会有这样的分类？

Rus：紧张是基于两个不雅观察，第一个是机器人涌如今 1961 年，那时工业机器人能做很多人不能做的事，它能够替代这个工厂当中的部分人力，但是工业机器人和人是分开的。
由于这些工业机器人非常的大、非常笨重。
第二个不雅观察是很多机器人的形态是受到人的启示，比如类人机器人，是受到人的启示，比如像人的手，便是类人机器人。
它有人的体态，也是有人的形象特色。

以是让脑洞大开，我们重新想机器人该当是若何的，再运用到机器人的开拓上。
在机器人设计方面，之前大家思维比较僵化。
是从机器人该当像什么样出发，但是我想要的机器人是能够帮助人们去参与每天的生活事情当中，人和机器人是可以并肩来事情的，以是机器人应该是安全的，而不是有危险的，又大又笨重的机器人，给人们构成威胁的机器人是弗成的，它们可能会侵害到你。
我们要探索不同的材料、不同的形状、不同的研发机器人的办法。
在我们的实验室里面，我们用不同的材料来制作机器人，不仅只是用塑料，我们可以用硅、纸、纤维和食品级材料，还可以用食品来制作机器人。

GEEKPARK：与传统的机器人比较，这种新型的机器人有哪些上风？

Rus：他们更加安全、更加灵敏。
如果这个机器人手臂很僵硬的话，只能做很大略的动作。
但是你看我有大臂，还有小臂，我还有手腕，它是非常灵敏的，我可以左手和右手交叉，我还可以把我的右手臂挤压在我的左手臂下面，但是传统机器人是没办法做到这一点的。

GEEKPARK：正如您所说，现在机器人在国内外工业上运用都十分普遍。
但这些机器人并非自适应柔性机器人，您以为机器人时期的全面到来须要哪些条件？

Rus：是的。
我们现在还只是在研发的初期阶段，我们须要去开拓一些标准化的流程去生产机器人的身体等等，由于机器人须要大脑、身体，然后用大脑去掌握身体，完成任务。
它须要更加柔性的身体，为了达到这一点还须要我们更加努力，去选择更多更好的材料，开拓更前辈的制作办法和工艺。

GEEKPARK：现在提到制作机器人的话，身体和大脑哪一部分是最难的？

Rus：我们是螺旋提高的，我们现在可以去生产身体的这种机器人，他们知道怎么去制作机器人的身体，然后我们现在有工具去制造这些身体，然后掌握，让他们有这种自我掌握的能力。
我们在过去 60 年的韶光里一贯致力于让那些传统机器人利用它们僵硬的机体去完成一些任务。
我们现在要做的便是连续努力把它的这种僵硬的机体变得更加的柔性和灵敏。

GEEKPARK：怎么样去改变这种状况呢？

Rus：只能不断地去研发，不断地去取得进展，不断地去占领一些问题。
我们现在的机器人研发社区正在不断扩大，现在有更多的研究职员正参与到我们办理问题的过程当中。
以是我们已经看到了巨大的进步。

柔性机器人涌现后，对机器人的想像将不再局限于 Rus 常举的自动驾驶的例子了。
许多利用新型材料如纸、纤维、食品等制作出来的柔性机器人将改变各行各业。
比如，现在的 MIT 实验室正操持研发一个无创手术机器人。
这个机器人的材料必须用食品级的材料来做，由于要把机器人放到人的身体当中，而且它不能够被当作异物被身体排出去，当它进入到身体之后可以用 MRI 之类的东西来掌握它，现在这样的机器人可以用于移除人身体内的异物，包扎伤口，以及精确送给药物。

然而面对这些畅想，人们每每会涌现不同的的感情，就像人们初次参不雅观 Rus 在麻省理工学院的实验室一样。
实验室里摆满了稀奇古怪的机器人，有的能握住棒球、有的能改变形状还有的能运载货色。
当看到这些时，来参不雅观的人们常日会涌现两种反应，一种是感到焦虑，担心所在行业迟早有一天会被机器人取代，人类可能会面临合理性危急；另一种则是感到愉快，迫不及待地问 Rus 还有哪些事情是可以转移给机器人。

以上这两种反应，无外乎是技能乐不雅观派或技能悲观派。
不论是蒸汽机还是互联网，只要涌现大幅度解放生产力的工具时，这些旧瓶装新酒的辩论就会涌现。

或许人们真正忧虑的不是即将到来的未来本身，而是一个更为现实的问题，在未来我们将如何与机器相处，机器人是否会「失落控」。
Rus 对这件事情倒是信心满满，她认为如果从幼儿园到高中，一贯故意识地培养人类的打算思维和打算制作能力，人机协同事情将是迎刃而解的事。
比起用「机器」来称呼这些发明外，她更方向于用「工具」一词，由于这些都是「为人们所发明」（by the people and for the people）的机器。

若何战胜「黑镜」式的恐怖

GEEKPARK：人们对付机器人的态度，人们常日会有两种，一种是很惶恐害怕被替代，另一种是非常期待。
您本人是倾向后者吗？

Rus：我以为我是非常乐不雅观的，让机器人来支持人们的生活、完成任务。
我以为我们应该把机器人看作一种更聪慧的工具。
它比斧头更有用，但是跟斧头一样仍是一种工具，我们要用机器人去完成什么事情，终极也取决于我们人类的决定。
机器人也好、机器也好，它们只该当去做我们编程所设定的让它去完成的那些事情，以是我们便是终极的决策者。

GEEKPARK：你以为人们根本不必对即将到来的机器人时期感到惶恐吗？

Rus：是的，我们现在用很多机器来帮助我们更好地事情，一些很重的活都是在用机器来完成。
以是其实在此之前，我们就在把事情交给了机器。

GEEKPARK：这种惶恐来自哪里呢？

Rus：我以为是由于短缺认识吧，便是大家对这种技能还缺少理解，以及还持有疑惑的态度吧。
以是，我以为非常主要的一件事便是向大家阐明这个技能可以做什么，不能做什么，阐明我们用到的是什么技能来支撑这个机器人的开拓。
专家该当和媒体携起手来，我们可以帮人们更好地进行沟通。

GEEKPARK：人们担心对机器人的失落控，比如像雪莱夫人笔下的「弗兰克斯坦」那样，这种情形有可能涌现吗？

Rus：机器人是有编程的，以是你通过程序见告它要做什么，它才会去做什么，我们会决定这个程序是什么。
如果说这个机器人进入到无法掌握的情形，我们可以按下紧急停滞按钮去叫停。

GEEKPARK：那么对付普通人来讲，若何能够实现与机器人更加主动地互动？

Rus：我们发明了打算机、发明了机器人，然后去利用它们，我们须要去理解它们是怎么生产出来的，然后里面的软件、硬件是如何运作的。
须要去深入地理解这些机器从里到外的运作机制。
为了实现更好的与机器互动，我们开拓了界面、声音、手势等多种互动办法，让机器人在运行的时候，能够与人进行互换沟通。
如果说我们终极能够把机器人直接与我们的大脑活动进行连接的话，那就会成为一个终极的空想场景。
无论哪种办法，我以为机器人应该因此人的需求为主导来进行开拓的。

无论是技能乐不雅观者还是技能悲观者都不得不承认一个事实，未来一定是一个人机协同的天下。

不过要实现这令人憧憬的未来想像，还有须要战胜许多困难。
由于正如 Rus 所说，目前制作机器人分为硬件和软件两部分，无论那部分都只是少数人拥有的专业技能，并且能帮助人们做硬件的工具还少之有少。

附：以下是 Daniela Rus 在极客公园 Rebuild 2018 科技商业峰会上的演讲及采访实录（经由极客公园编辑，略有删减）

大家好！
极客公园早！
当我还很小的时候，就特殊喜好各种科幻小说和电影。
几年之后，我学会了如何去编程机器人，成为了机器人方面的专家。
然后我有一个也很喜好科幻电影的学生，我们就决定要和同事一起建造一个最初起源于科幻作品里的机器人，去探索水下的天下。
这个机器人可以在水下像直升机一样移动，而且可以为我们传输高分辨率的影片，都些功能都是通过前辈的技能实现的。
为了测试这个机器人，我们去到了新加坡，想要看看机器人到底性能如何。
我们当时对我们的作品非常有信心，就决定将这个机器人所有的安全举动步伐都撤下，让它能够在水中自由的事情。
然后这个我们花了三年韶光去打造的机器人就这么离开了海岸，我们在岸边一贯等，但它并没有回来，我们彻底失落去了它，这让我们感到非常绝望。

在科学领域，有很多创新想法都须要花费很长的韶光去实现，但事实却是现在科技进步的速率却非常快，由于失落败是成功之母。
我们花了三年韶光去研发制造这个机器人，但回到实验室，我们才花了三周的韶光做造出了一个新的机器人。
然后再把它带到水下进行测试的时候，我们创造这个机器人真的特殊好，但是在机器人阁下都有很多的鱼，而且它们游得比我们的机器人好多了。
那个时候我跟同事就想到，我们能不能做一个机器人，让它跟鱼的生物形态特殊像，能不能做一个仿活气器人。

这个机器人是柔性材料做的，拍浮的办法跟鱼一样，这使其可以在几秒钟之内就完成一次转向，也可以使其快速逃离大鱼的捕食。
我们对这样一个成果感到非常愉快，就将其带到了海底进行测试。
图片上的这个人便是我，玄色的那个点便是我们仿生鱼的眼睛，它游得非常优雅。
我们花了几年的韶光造出了一个水下机器人，又花了三个月韶光做了第二个，现在我们只须要几个小时就可以造出一个类似的机器人。
这个过程大家该当挺熟习的，在 20 年前，打算这件事还非常繁芜，由于当时打算机非常弘大，也须要依赖非常专业的技能来进行操作。
但是现在每一个人手上都有一个打算机，我们现在也特殊依赖打算机，乃至都没故意识到自己的依赖程度有多高。
这就让我们想到一个新的问题，当今的天下被打算机深刻地改变了，我们用打算机来进行各种运算。
但在做一些实体事情的时候，打算性能给我们带来若何的改变？

比如自动驾驶，这项技能能让交通事件导致的职员伤亡大大减少。
而且这项技能能让很多老年人也可以方便的出行，节省我们在通勤过程中的韶光和精力，让我们可以不受韶光和空间限定地进行通勤。
这项技能终极的实现已注定，只是一个韶光问题了。

当我们开车、坐车的时候，我们知道汽车能将我们安全快速地投递，像一个朋友一样。
我们去超市的时候可以将我们想要的货色直接交给送货机器人，它们可以和汽车互助将商品直接送到汽车上，回家之后厨房机器人已经把我们买的原材料做好了，也根本就不须要孩子们帮我们洗碗了，由于洗碗和清洁机器人已经帮我们把餐具和房间全部清洁好了。

这个想法听起来像是来自动画片的想象，像是很难实现、很远的未来，但是事实上这样的未来离我们已经很近了。
我们的机器人现在已经可以和医院的年夜夫进行协作，和工厂的工人进行协作，它们可以帮我们扫地，乃至可以给代替人工给奶牛挤奶。
但为了实现这个目标须要办理一个非常大的寻衅，我们必须让机器人更加直不雅观，就像智好手机一样，可以非常直不雅观的在智好手机上进行打算。

机器人有各种各样的部件，有自己的身体，也有大脑。
我们须要确保机器人的身体可以帮助我们完成各种各样的任务，而它的大脑要确保可以指挥机体实行精确的动作。
现在的机器人可以完成很多工业领域的任务，这张图片是 1961 年的第一台工业机器人。
到 2022 年，我们预测会有 3100 万的机器人在工厂中帮助我们进行生产。

而且我们知道，我们的机器人拥有非常繁芜的工程构造，可以帮助我们人类做很多的事情。
但同时他们又非常危险，由于他们非常笨重，以是我们常常会让工厂里的人阔别机器人。
但在自然界，事情并不是这样的，在自然界中，我们可以看到一些自然的有机生物。
比如这个视频里的章鱼，它如何通过一个小孔，从封闭的盒子里面逃出来。
自然界当中的生物都是很灵巧的，这些生物可以完成各种各样繁芜的任务，我们的机器人也该当要能够做到。

以是我们开始思考我们在制造机器人时利用的材料，以及我们设计机器人的办法。
我们可以看到这个巨大的章鱼多么灵巧、奥妙地从小洞里逃了出来，以及这只大象非常轻易的就从孩子的手中拿走了喷鼻香蕉而没有伤到他，但同时它的鼻子又可以和天敌进行激烈的战斗。
以是我们该当设计出一种机器人，可以和自然很好的互动。
这些例子为我们带来了思考，让我们去重新思考机器人的内涵是什么。

过去 60 年，我们一贯致力于生产工业机器人，那种又重又危险，身体非常坚固的机器人。
它们可以完成繁芜的任务，但是须要在非常受限的环境当中才能事情。
而接下来的 60 年，我们应该致力于设计、生产一种机器人，让他们能够在以人类为中央的环境当中运行，他们可以进行一系列繁芜的物理活动。
过去 60 年机器人以模拟人形为紧张形式，接下来 60 年我们相信机器人的形状应该变得更加多元化。

最近机器人方面的思想家都受到一个想法的勉励，他们开始认为各种材料都可以和机器结合在一起，这样就可以创造出一个新的天下，在这个天下当中各种材料都可以被运用在机器人上，让机器人变得更加泛用。
而我们的机器也会变得更柔性，就像软材料一样。
这便是我们基于这样的想法造出的机器，我们重新思考了机器人的形状和材质。
到底什么是柔性？我们机器的身体，我们希望可以让它变成软的或者柔性的。
以是材料便是我们创造出柔性机器人的关键。
而对付柔性机器人来说，其行为模式和传统机器人又是完备不一样的。
比如自然生物是有肌肉有皮肤的，但是机器人的机体都是钢铁或塑料制成的，其行为模式就完备不一样。
以是我们希望机器人可以在行为模式上靠近生物。
如果能够实现这一目标，就可以对柔性机器人的能力有更深的认识。

比如柔性机器人的移动办法，这是我们刚刚说到的柔性机器人，我们可以看到这样一个非常优柔的鱼尾，可以使我们的机器鱼像真正的鱼一样在水中游动、转向，而且这个机器也有自己的大脑，可以让机器鱼在水中自由游动。
机器人利用的液压柔性传动装置，利用的是硅酮这样的软性材料制作的传动器。
在硅酮内部有一个空的腔体，我们对腔体施加压力的时候，材料就会发生波折，发生波折就可以实现鱼尾的摆动。
我们可以看到这个鱼尾向左向右在摆动。
而且材料的中间利用的是不可拉伸式的材料，通过利用这样的材料，我们的鱼尾就可以在水一直的旁边摆动。

通过鱼尾的摆动，我们机器人鱼就可以向前游动。
如果向右摆动幅度更大的时候鱼就向左走，反之向右走。
这是我们用机器鱼做的一些实验，这里它向左拐了。
也可以看到机器鱼上的摄像头拍摄的图像，这让它可以在水中游动并且回避障碍物。
基于这样的思路我们也可以制作一些其他的机器人，让我们的机器人可以像真正的动物一样运作。

这里演示的是一种柔性机器手，安装在传统的机器臂上。
可以看到我们也利用了跟机器鱼上一样的柔性材料。
当然我们不是让它旁边摆动，而是用它去抓取。
通过机器人的抓取实验，我们给机器人很多它以前没有考试测验抓取过的物体，让它去抓取。
但可以看到，由于我们所利用的材料是柔性的，并且贴合度非常好，这就使这个机器手可以实现非常棒的抓取功能。
这也让机器人可以做到非常繁芜非常风雅的动作。
比如这是一段机器人试图安装电灯泡的演示。
想要安装这个电灯泡，机器人首先要抓起底座，再抓起电灯泡进行安装。
抓起底座的时候是从左边抓取的，但是它抓电灯的时候是从上面来进行连接。
通过这种办法，灯泡就被安装上去了。
这个过程就须要考虑我们抓取的方向和角度，什么样才是精确的。
通过机器学习可以做到这一点，可以演习机器臂的方向和手腕的角度。

我们的架构是一个经典的架构，就像这个样。
我们会利用卷积神经网络，经由各个层的卷积，达到终极的密集化的知识集。
通过这样的思路，我们非常小心的掌握了机器手的方向和手腕角度，然后进行机器抓取。
我们开拓了网络，并且对它进行了演习，我们利用左边的这些物体进行演习，然后右边的物体进行测试，我们也实验了很多其他的物体。
这里就有一些例子，可以看一下我们的网络是如何事情的。
这里我们有一个乐高的积木，放在机器人的面前，以一个随机的角度放置，机器人没有见过这样一个物体，但通过神经网络的演习，机器人非常快的就可以调度它的抓取角度以及姿势。
这里还有其余一个例子，我们给机器人其他的一些物体，这个机器人就会自动去决定要用哪一个角度抓取，是高下，还是旁边，可以从不同的角度和方向进行抓取。
便是由于机器人手部的贴合性非常好，以是我们的机器人不须要非常理解我们全体物体的详细模型。
以是纵然它们不知道详细的模型，仍旧可以非常精确的抓取，这是传统机器人非常难做到的。
有了这样的机器人我们就可以让机器人真正在以人类为中央的环境当中运行。

比如机器人还可以帮我们叠衣服，或者把洗好的碗筷装起来，我在阁下扫扫地就可以了。
当然我们还有一些其他的想法。
刚才我们所看到的这些例子，比如我们的液压传动装置可以利用水来作为动力源。
还有其余一个想法便是可折叠的机器人。
设想一下，如果机器人的身体是像纸一样的，我们可以通过折叠的办法把它改造成我们所希望的形状。
比如这里有一个兔子一样的机器人，它也可以像兔子一样进行一些运动。
我们选取了一个兔子的模型，并且将它进行水平的切分，然后我们可以看到这个便是切割出来的模型。
之后再利用我们的镭射切割机或者 3D 打印机来打印出这个模型。
终极创造出的物体就很像之前的兔子。

通过这样的折叠可以非常直不雅观的掌握这一只兔子，这是令人非常愉快的想法。
由于如果有了这样的想法，我们就可以创造出一些像动物的机器人。
比如你坐的椅子，也可以利用这样的材料制作，这样我们的椅子本身也就变成了机器人。
我们还可以创造出哪一些其他的机器人呢？这是很值得我们想象的。

我们对付机器人有很多的想法，在未来以人为本的环境当中有灵巧柔性的机器人帮助我们，比如图上的花也可以作为机器抓取的臂，或者还会有其他的一些机器人。
它们可以向年夜夫的迷你助手一样，帮助我们进行注射等等。
想要做到这些，我们要思想机器人的内核实质是什么。
未来 60 年我们机器人的生产材料可以是多种多样的，可以是食品，也可以是塑料。
而且我们的机器人也将更符合和我们的哀求，会更安全。
并且天下当中会有更多自适应的柔性机器人，并且帮助我们人类完成更多各种各样的物理活动。
感激各位。