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解密:哪些技術(shù)在推動(dòng)機(jī)器人發(fā)展?

2015-10-23 11:59 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:雷鋒網(wǎng) 來源:雷鋒網(wǎng)
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  5、無線技術(shù)

  最開始機(jī)器人都是單獨(dú)的個(gè)體,它們的記憶和解決問題的能力被自身攜帶的程序所限制,對它們進(jìn)行更新和重新編程是一件耗時(shí)耗力的事情。而聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人為編程、解決問題、學(xué)習(xí)和更新提供更多可能性。得益于各種基礎(chǔ)設(shè)施的完善,高性能無線數(shù)字通信現(xiàn)在隨處可見,可聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備種類也大大增加。比如由Nest生產(chǎn)的智能溫控器,可以使用配對的手機(jī)進(jìn)行控制,并且它還能夠記憶和學(xué)習(xí)并對未來環(huán)境做出調(diào)整。谷歌的Chromecast服務(wù)可以將你在電腦或手機(jī)上任意選擇的內(nèi)容通過無線連接展示在電視屏幕上。你知道嗎,2014年全球的平均WiFi速度已經(jīng)達(dá)到十兆每秒,到2018年還會(huì)翻倍。2014年,在全球范圍內(nèi)分布大約有4800萬個(gè)公共WiFi熱點(diǎn);而到2018年,這一數(shù)字會(huì)再增加7倍。目前最新的WiFi標(biāo)準(zhǔn)(802.11ac)的速度為每秒千兆,和標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩數(shù)據(jù)(5G)一致??梢灶A(yù)見,未來機(jī)器人通過無線技術(shù)進(jìn)行交流將成為常態(tài)。

  6、互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模和性能成指數(shù)爆炸形式發(fā)展

  無線通信設(shè)施的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將不僅僅限制在智能設(shè)備尚。現(xiàn)在全球互聯(lián)網(wǎng)的每月流量已經(jīng)超過88 EB(1 EB=1024 PB=1024*1024 TB),保守估計(jì)三年內(nèi)還會(huì)翻番。而現(xiàn)在大概有130億臺(tái)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上,相當(dāng)于地球人的兩倍;而到2019年,這個(gè)倍數(shù)將會(huì)達(dá)到3倍。

  7、全球數(shù)據(jù)儲(chǔ)存成指數(shù)形式發(fā)展

  縱觀全球,由于社交網(wǎng)絡(luò)的流行,大量的圖片和視頻在網(wǎng)上流傳,“比特洪流”帶來了可怕又可觀的流量。通過比較,人的大腦一共有10^14個(gè)突觸,假設(shè)我們把每一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)量作為一個(gè)突觸,那么現(xiàn)在全球信息就相當(dāng)于1000萬個(gè)大腦的儲(chǔ)存量。

  8、全球計(jì)算機(jī)能力成指數(shù)形式發(fā)展

  全球計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度已達(dá)到每秒10^21個(gè)指令。更重要的是,已經(jīng)生產(chǎn)的數(shù)十億個(gè)處理器(或許其中只有10億個(gè)正在運(yùn)行)可以和幾個(gè)大型互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行數(shù)百萬臺(tái)帶有高性能多核處理器的服務(wù)器并行計(jì)算。而任何運(yùn)算都可以分成幾個(gè)小部分,分開解決問題并不需要進(jìn)行信息交流,問題就能夠迅速被分解并解決。許多關(guān)于機(jī)器人自動(dòng)化的問題都可以通過這種方式解決。

  云機(jī)器人

  這些技術(shù)的發(fā)展表明,機(jī)器人的數(shù)據(jù)處理不僅可以依賴本地處理器,云計(jì)算也不失為一個(gè)可行的方案。云機(jī)器人的研發(fā)已經(jīng)蓄勢待發(fā),準(zhǔn)備利用各種技術(shù)來完成機(jī)器人能力的革命。云機(jī)器人可以概括為四個(gè)理念。

  1、基于記憶的自動(dòng)化

  計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和儲(chǔ)存性能是滿足研究人員探索機(jī)器人憑借記憶解決觸發(fā)動(dòng)作的基礎(chǔ),規(guī)劃和控制是機(jī)器人自動(dòng)化的關(guān)鍵。這并不是將指令分解為一系列為特殊情況定制的編碼,而應(yīng)當(dāng)是在儲(chǔ)存容量中搜尋大量先前的記憶,找出可以匹配的記憶并作出反應(yīng)的方法。當(dāng)沒有先前的記憶可以匹配時(shí),此前觸發(fā)動(dòng)作的類似記憶也可以被插入,另外也可以尋求人類的幫助,記錄下人工提供的答案以供使用。此外需要一提的是信息檢索技術(shù)的發(fā)展也加速了記憶技術(shù)的進(jìn)步。

  雖然可以依靠記憶為基礎(chǔ)做出反應(yīng),但解決問題的記憶又從哪里來呢?

  2、經(jīng)驗(yàn)值共享

  一個(gè)簡單的機(jī)器人如果只憑借記憶方法學(xué)習(xí),那會(huì)需要很長的時(shí)間;就像一個(gè)新生嬰兒可能需要花數(shù)十年的時(shí)間去學(xué)習(xí)有用的事情。但是,機(jī)器人學(xué)習(xí)的時(shí)間也許會(huì)更長,因?yàn)榧词故潜灸芤部赡軙?huì)丟失。

  盡管人腦的帶寬比機(jī)器人高出一個(gè)量級,但人類與外界的交流速度比較緩慢,大約每秒只能傳遞10比特的信息。機(jī)器人和計(jì)算機(jī)則可以達(dá)到每秒1000兆比特,是人腦的1億倍?;谶@種外部通信速度可以利用網(wǎng)絡(luò)通信在所有機(jī)器人之間共享所學(xué)的知識(shí)。人類花了數(shù)十年的時(shí)間學(xué)得的知識(shí)機(jī)器人眨眼可得。然而,機(jī)器人不僅可以站在任何人的肩膀上學(xué)習(xí);在他們學(xué)得經(jīng)驗(yàn)以后,亦可迅速分享,讓其它機(jī)器人受益。

  3、從想象中學(xué)習(xí)

  人類常常憑借想象力對未來未知的狀況進(jìn)行演習(xí)和準(zhǔn)備。同樣的,一個(gè)機(jī)器人或一個(gè)“云機(jī)器人”的大腦可以利用模擬方法來探索機(jī)器人將會(huì)遇到的未來狀況以及可能的解決方案,并記住那些可以解決的方案。這樣的模擬不需要實(shí)踐,而每個(gè)機(jī)器人的夢想都能提高所有機(jī)器人的性能;甚至我們可以制造一些專門用來做夢的機(jī)器人和智能程序。

  4、學(xué)習(xí)人類

  感知仍然是機(jī)器人技術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的難題之一。最近的一些研究讓觸發(fā)感知獲得大量數(shù)據(jù)變得更加具有可行性,而大量的數(shù)據(jù)在計(jì)劃和控制方面顯得尤為重要。

  可記錄的視覺對象和人類活動(dòng)是一個(gè)巨大的資源庫,機(jī)器人很快可能利用資源庫來提高它們的理解和連接世界的能力,其中包括與人類的互動(dòng)。在2014年和2015年,社交媒體上一共上傳了1萬億張照片,而這個(gè)數(shù)字在2015年估計(jì)還要增加數(shù)倍?,F(xiàn)在,每分鐘就有300小時(shí)的影片被上傳到Y(jié)ouTube上。而當(dāng)傳感器得到大量應(yīng)用之后,信息的儲(chǔ)存量甚至還會(huì)進(jìn)一步增加。

  網(wǎng)絡(luò)上最直觀的信息是沒有標(biāo)簽的,但聚焦技術(shù)可以在圖像和視頻中識(shí)別相似元素。打個(gè)比方,算法可以給相似的臉進(jìn)行分組,然后這些分組的信息可以增強(qiáng)機(jī)器對其它圖像和視頻的理解。

  什么阻礙了機(jī)器人?

  人類大腦不止能存儲(chǔ)信息和搜尋記憶,人的大腦也能感受到環(huán)境細(xì)微的變化,并對其做出反應(yīng)。而這對于機(jī)器人來說則是非常困難的。每一個(gè)環(huán)境變量造成的結(jié)果都有天壤之別,機(jī)器人該如何加以區(qū)分?電腦應(yīng)該如何通過記憶方法記住可以被檢索的現(xiàn)存知識(shí),讓相似但又不相同的狀況觸發(fā)合適的記憶和想法?

  對人腦的深入研究是機(jī)器人科學(xué)的重要課題。如何使機(jī)器人能向人腦一般聰明?有些機(jī)器學(xué)習(xí)的算法能帶領(lǐng)我們接近這一難題。雖然問題的解決還尚待時(shí)日,但機(jī)器人數(shù)量的增長及所扮演的角色愈發(fā)重要?jiǎng)t已是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。而當(dāng)機(jī)器人革命到來之時(shí),人類的生產(chǎn)方式及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)就將發(fā)生巨變。至于巨變之后到來的是人類生產(chǎn)力得以解放的黃金時(shí)代還是大量工人失業(yè)的黑暗時(shí)代,只有時(shí)間能給我們答案。

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