人工智能技術與應用（案例版）拓展閱讀匯 第4-10章

第4章拓展閱讀“機器人”作為專業(yè)術語出現(xiàn)雖是60多年前，但機器人的概念在人類的想象中卻已存在3000多年了。早在我國西周時代（公元前1046—前771年），就流傳著有關巧匠偃師獻給周穆王一個藝伎（歌舞機器人）的故事。如圖4-18所示。作為第一批自動化機器動物之一的能夠飛翔的木鳥是在公元前400年至公元前350年間制成的。我國東漢時期（25—220年）的張衡發(fā)明的指南車是世界上最早的機器人雛形?！端鍟防镌涊d了一個機器人的故事：“……帝猶恨不能夜召，于是命匠刻木偶人，施機關，能坐起拜伏，以像于抃。帝每在月下對酒，輒令宮人置之于座，與相酬酢，而為歡笑。”相傳隋煬帝命工匠按照文士柳抃的形象造了木偶機器人，裝上機關，木偶能坐能站還會磕頭，楊廣經常和這個木偶機器人月下對飲歡笑。圖4-18偃師獻伎在希臘神話中，公元前3世紀，古希臘發(fā)明家戴達羅斯用青銅為克里特島國王邁諾斯建造了一個守衛(wèi)寶島的青銅衛(wèi)士塔羅斯。在公元前2世紀出現(xiàn)的書籍中描寫過一個具有類似機器人角色的機械化劇院，這些角色能夠在宮廷儀式上進行舞蹈和列隊表演。18世紀發(fā)明的蒸汽機開辟了利用機器動力代替人力的新紀元，使機器人開始由幻想時期轉入自動機械時期，許多機械式控制的機器人玩具和工藝品應運而生。瑞士鐘表名匠于1768—1774年間設計制造出3個像真人一樣大小的寫字、繪圖和彈風琴的機器人。它們是由凸輪控制和彈簧驅動的自動機器，至今還作為國寶保存在瑞士博物館內。同時，還有德國梅林制造的巨型泥塑偶人“巨龍哥雷姆”、日本物理學家細川半藏設計的各種自動機械圖形、法國杰夸特設計的機械式可編程序織造機等。1893年加拿大摩爾設計的能行走的機器人“安德羅丁”（Android)，是以蒸汽為動力的。這些機器人工藝珍品，標志著人類在機器人從夢想到現(xiàn)實這一漫長道路上前進了一大步。第5章拓展閱讀2024年3月30日至31日，中國具身智能大會在上海舉行。與會專家認為，人工智能的下一個浪潮是具身智能（embodiedAI）。具身智能下人工智能擁有了身體，人形機器人擁有了大腦。通俗說，具身智能就是具有身體的智能，電腦可視作“沒有身體的智能”的代表。作為人工智能進入物理世界交互的載體，具身智能使機器人能夠感知、推理并與真實的物理世界進行各類互動，成為人類的重要伙伴和助手，帶來巨大便利和效益。如圖5-62所示，傅里葉通用人形機器人在展會上亮相，它身高1.65m，體重55kg，全身有44個自由度，對應著44個伺服關節(jié)。傅里葉通用人形機器人具有高度仿生的軀干構型，可以快速行走、敏捷避障、穩(wěn)健上下坡，步速可達到5km/h。還能夠結合認知智能，與人協(xié)同完成動作。圖5-62傅里葉通用人形機器人從深度學習、大模型、ChatGPT到Sora，逐漸逼近通用智能。具身智能不僅是機器學習、自然語言處理、計算機視覺等技術的應用，它是物理世界通過傳感器映射到數(shù)字世界，使機器人像嬰兒一樣試錯學習的技術。在這里，具身智能不僅要在復雜環(huán)境下聽到、看到、聞到，還得學會有效整合和理解多模態(tài)數(shù)據(jù)，付諸真實行動。這種智能體更加接近人類的認知和感知能力，離不開傳感器奇點、算力奇點、通用智能奇點。大模型出現(xiàn)后，人與機器之間能夠進行自然的交互。在專家看來，傳統(tǒng)的具身智能，任務和目標是由人來指定的。但是大模型出現(xiàn)后，具身智能有了“靈魂”——軟硬件結合后，機器人能聽懂人的語言，自主進行空間規(guī)劃推理、運動，同時具備了泛化的任務分解能力并完成任務。英偉達首席執(zhí)行官黃仁勛表示，人工智能的下一個浪潮將是具身智能，即能理解、推理并與物理世界互動的智能系統(tǒng)。第6章拓展閱讀2024年4月16日，百度創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官李彥宏（Robin）在百度CreateAI開發(fā)者大會上發(fā)表演講，主題為“人人都是開發(fā)者”，他認為大模型和生成式AI將徹底改變開發(fā)者這個群體，“AI正在掀起一場創(chuàng)造力革命，未來開發(fā)應用就像拍短視頻一樣簡單，人人都是開發(fā)者，人人都是創(chuàng)造者?！睍?，李彥宏與聊天機器人小度的對話，如圖6-20所示。聊天機器人在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條當日新聞快訊。Robin：小度小度，聽說你最近長本事了？小度：我不單能陪你聊天，還能做你的AI日程助手。Robin：那我要來考考你了。幫我安排一下日程，今天活動結束后，我會和張總一起用晚餐，之后在酒店有個管理層的會議，大概需要一個半小時，希望10點之前可以結束。明早我準備晨跑，看看天氣如何，然后上午8點有個早會，請幫我安排好日程。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，結束后，您將在20:00參加管理層會議，21:30左右結束；明早6點鬧鐘將提醒您起床去晨跑，跑步時長控制在1個小時以內，確保明早8點早會不遲到。明早天氣晴朗，氣溫25℃，建議您穿短袖外出，做好防曬，您看我能不能當您的秘書，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上吧。圖6-20李彥宏對話聊天機器人由此可見，小度順利完成了“換腦行動”，形成了效果、速度和成本的最優(yōu)組合，用戶體驗更好了。隨著人工智能技術的不斷進步，似乎“你只要會說話，就可以成為一名開發(fā)者”的時代即將來到，自然語言將成為新的通用編程語言，用語言改變和創(chuàng)造世界。第7章拓展閱讀據(jù)《科創(chuàng)板日報》2024年2月23日報道，2月22日下午，優(yōu)必選方面對外透露，其工業(yè)版人形機器人WalkerS已經在蔚來的汽車工廠進行“實訓”，如圖7-40所示。有關技術人員表示，該公司工業(yè)版人形機器人WalkerS在新能源車廠的“實訓”任務包括：移動產線啟停自適應行走、魯棒里程計與行走規(guī)劃、感知自主操作與系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與任務調度等方面。圖7-40人形機器人在新能源汽車工廠“實訓”場景具體來看，在汽車前后門鎖的質檢環(huán)節(jié)，WalkerS搭載了定制化AI質檢管理系統(tǒng)，可以對汽車門鎖進行實時圖像采集與傳輸，門鎖狀態(tài)無誤，WalkerS則會在系統(tǒng)上標注“OK”。安全帶檢測環(huán)節(jié)，WalkerS可以將手部翻轉180°，下拉安全帶，完成6D位姿識別。車燈蓋板質檢環(huán)節(jié)，WalkerS同樣進行了實時圖像采集與傳輸。最后WalkerS再走到車頭前面，貼好蔚來汽車logo（標識）。第8章拓展閱讀2018年數(shù)博會上展出了全球首款會把脈的中醫(yī)AI機器人。受檢者將雙手放在經絡檢測儀凹下的“手印”中，隨即相連的電腦屏上顯示出相關數(shù)值，一分鐘后，一套詳盡的經絡檢測和體質評估報告就出現(xiàn)在屏幕上。它實際上采集的是人體12經絡位于手部的反射區(qū)的電生理信號，短短的幾十秒就可以采集完畢，然后后臺對收集的信息進行計算和分析，可以檢測出受檢者五臟六腑的疾病、體能元氣、精神壓力、中醫(yī)的陰陽虛實、心血管等人體各方面的健康狀況，并且各個臟腑經絡都有精確的數(shù)據(jù)顯示，并快速給出診斷結果以及食療配方等。中醫(yī)AI機器人匯集了1100萬條中醫(yī)圖譜大數(shù)據(jù)，1500本中醫(yī)古籍和文獻大數(shù)據(jù)，10萬份中醫(yī)專家驗方大數(shù)據(jù)，10萬條中醫(yī)脈象、經絡、穴位大數(shù)據(jù)，200萬條真實的中醫(yī)臨床大數(shù)據(jù)，擁有2000套中醫(yī)食療餐單，3萬套中華美食食譜，4萬種中草藥庫條目。機器人可以望、聞、問、切，宣講國學、黃帝內經、中醫(yī)和健康觀念教育，如圖8-28所示。圖8-28會把脈的中醫(yī)AI機器人中醫(yī)AI機器人的出現(xiàn)，可以為寫字樓、中醫(yī)館、藥店、康復中心、體檢中心、健康食品店和家庭提供更專業(yè)的健康食療服務。為中醫(yī)的發(fā)展注入了新的活力，也為醫(yī)療科技的未來帶來了無限的可能性。第9章拓展閱讀隨著人工智能技術的發(fā)展，無人機已經在農業(yè)植保領域有廣泛應用，國內涌現(xiàn)出不少知名無人機品牌。通常植保作業(yè)在到達目的地、卸車、安裝、調試、加水、加藥之后進行，中間還要有換電的工作。作業(yè)中有一到兩個小時的準備和維護工作。針對這一問題，國外某團隊研發(fā)了農業(yè)植保無人機平臺，有效地縮短植保作業(yè)中的準備時間。圖9-46所示的農業(yè)植保無人機平臺，采用由皮卡車牽引掛車的模式。植保無人機平臺分為上下兩層，第一層有兩臺發(fā)電機可以為無人機提供源源不斷的電能。近四千升的儲水罐可以噴灑三千多畝的土地，旁邊配有一個微型的抽水泵，只需打開閥門，就可以抽到無人機上面。在第一層的頂部有兩個連接發(fā)電機的充電裝置，帶有散熱冷卻的功能。第二層是無人機的作業(yè)平臺，平臺前端帶有護欄的地方是工作人員操作臺。整個二層的飛行甲板采用的是復合材料，相當堅固。圖9-46農業(yè)植保無人機平臺對于美國很多上萬畝面積的大型農場，農業(yè)植保無人機平臺能夠高效完成作業(yè)。在植保作業(yè)需要不斷更換作業(yè)場地時，皮卡車牽引掛車的模式也較為靈活。美國農業(yè)的傳統(tǒng)植保模式，都是拖拉機牽引的方式，不僅效率低，而且在土地濕潤的地方容易陷車。農業(yè)植保無人機平臺服務，包括施肥、播種、培養(yǎng)等等，市場的需求空間非常大。第10章拓展閱讀在北京的火車站，科技的力量正在以一種全新的方式展現(xiàn)，那就是5G巡邏機器人和客運智能服務機器人的應用。這些機器人不僅提高了車站的安全性和服務質量，還極大地方便了旅客的出行體驗。5G巡邏機器人是北京火車站的一道亮麗風景線，如圖5-29所示。它們裝備有先進的傳感器和攝像頭，能夠在車站內進行24小時的巡邏監(jiān)控。通過5G網(wǎng)絡的高速連接，這些機器人能夠實時傳輸視頻和數(shù)據(jù)，確保安全人員能夠快速響應任何突發(fā)事件。此外，5G技術還使得機器人能夠進行更復雜的數(shù)據(jù)分析，比如識別可疑行為或者追蹤特定的人員，從而大大提高了車站的安全管理水平。圖10-295G巡邏機器人與此同時，客運智能服務機器人則為旅客提供了極大的便利。這些機器人不僅能夠提供站內導航服務，幫助旅客快速找到候車室、洗手間、商店等設施，還能查詢列車的到發(fā)時間，讓旅客的等待時間更加充實和有序。更重要的是，它們配備了封閉的儲物箱，能夠為旅客運送重達100公斤的行李。對于那些攜帶大件行李的旅客來說，這項服務無疑是一個福音。他們只需將行李放入機器人的儲物箱內，通過掃描二維碼或進行人臉識別，機器人就會自動跟隨旅客在站內行走。這不僅減輕了旅客的負擔，也使得他們在車站內的