CIIS 2019 演讲实录丨曲道奎：机器人智能新进展

10月26日-27日，由陕西省委网信办、陕西省工业和信息化厅、陕西省科学技术厅指导，中国人工智能学会主办，西安市委网信办、西安市科学技术局、西安国家民用航天产业基地管理委员会、京东云共同承办的2019第九届中国智能产业高峰论坛在“硬科技之都”--西安举办。在26日的主论坛上，新松机器人自动化股份有限公司创始人、总裁，中科院沈阳自动化研究所研究员曲道奎为我们带来了题为“机器人智能新进展”的精彩演讲。

曲道奎 新松机器人自动化股份有限公司创始人、总裁 中科院沈阳自动化研究所研究员

以下是曲道奎的演讲实录：

今天非常高兴来参加2019第九届中国智能产业高峰论坛。一开始李院士关于智能提出了四大问题，实际上对我们非常有挑战性。关于智能产业，我们现在可能还要梳理，但是无疑机器人肯定是智能产业的一个主要代表。刚才两位院士从不同角度给大家分享了无人系统，而机器人又恰恰是无人系统的典型代表。机器人之所以称之为机器人，而不称为机器，主要的关键点就在于智能，今天借这个机会和大家分享机器人智能相关的最新进展。主要从下面几个方面和大家来分享。

第一部分机器人起源。

机器人和其他设备、装备产品相比最大的不同点在于，机器人的产生不是伴随在我们的生产车间，而是诞生在一个科幻作家小说里，机器人出现的第一时刻，就是作为一个物种，而不是一种技术和产品，因此才有了两个“担心”，担心人会变成机器，同时又要担心机器会拥有人的头脑。前三次工业革命，人真正变为了机器，并且成为了机器的奴隶，人类完全按照机器的节奏在生产线上工作，人是典型的机器。未来实际上机器又具备了人的智能，因此才有了著名的机器人三定律，今天发展到七大定律。现在人工智能学会，也包括我们机器人产业联盟、国家标准化总体组都在一起对机器人未来的伦理、道德、法理制定相关的标准，英国相关机构也在发布机器人伦理和道德方面的标准。

我们说到智能，那么什么是智能？简单来讲，智能实际上叫做智力和能力的综合，智力是什么？我们叫做认知活动的某些心理特征，而能力是实际活动的某些心理特征。智能是智力和能力的综合体。更具体来讲，人类有非常强的空间想象力和空间计算能力，更大的能力就是人类的运动能力。再一点我们的音乐，为什么叫做天赋，这是一种能力；还有一个我们叫做交际能力，实际上这是非常强的人类智能。最后我们叫做内省，人类之所以是人类我们有自己的内省，所以人类我们叫做多元智能理论。

而机器人，它体现了人类智能的一部分，这里面首先是行为能力，怎样作业；再一个运动能力、交互能力；还有一个学习和决策，现在机器人在这些方面开始深入的往下发展。

怎样发展？有几大技术的支撑，首先是感知技术，没有感知技术不可能有后续的能力；其次行为技术，机器人之所以是机器人，是物理系统再加数据系统，物理系统一定要有行为能力；另外一方面叫做学习决策；再就是交互；再有一大能力的技术支撑，就是现在的安全技术，机器人没有安全技术不可能和人类协同、共融、共生，所以是这几大技术在支撑机器人的四大智能能力。

另外一点机器人为什么发展这么快？特别是近几年，很大的原因是机器人技术的突破和融合，从大数据到AI、到loT、到CloudComputing等等这些技术，通过5G技术加持，使机器人形成了多种高新技术深度的融合，这是巨大的变化。

我们再看一下机器人智能的发展历程，这里面分三个层次：① 自动化层次，还是过去我们讲的高端设备概念，这是最原始或者最低级；② 智能化，现在机器人在这个层面上已经取得了重大突破；③ 自主化，也是刚才两个院士谈的未来的自主化。这是机器人下一步发展的方向，大家都在这个领域上进行着研发和创新。

我们的结论是什么？机器人目前正处在由“机器”向“人”转化或者进化的关键点上。我们从机器人的1.0时代，这个时代机器人最典型的特征是什么？机器只是一种高端复杂的设备，从它的指标可以看到完全是机器设备可靠性、数字、应用，这是机器设备；而今天的机器人更多的我们认为已经进入到2.0时代，强调环境的适应、自主、半自主的能力，因此从机器设备属性这个角度说，在1.0时代，它是我们人类的工艺和手段，而不是之前简单的工具了。还有与现在其他的技术和领域一样，重新定义改变了机器人，无论是它的功能、性能、范畴，都在进行了一个巨大转变，机器人正在真正由机器向机器人转化和发展。

那么机器人的智能现状，到底达到了什么程度？从这里可以看到，我们把智能分为三个层次：① 我们称之为计算智能，靠大量计算、存储以及数据；② 今天发展到感知智能阶段，机器人可以自主或者半自主适应外部环境变化，识别我们作业的状况；③ 未来发展的我们称之为认知智能。机器人智能到哪个程度？现在是第二个层面感知智能，并且机器人全面进入到使用化，因此机器人真正称之为机器人智能这个发展阶段。

这里感知技术起了重要支撑，机器视觉是感知技术里最核心的；另外一个我们称之为机器力觉，再有一个激光、超声、红外等，又具备了可行性或者是真正的这样一个现实的能力。

在人机交互这一块，近几年的发展也很迅猛，特别是在语音这块，还有在多模态下机器人可以自主学习，实现避碰、避撞，自主运动等。

第二方面，我们具体结合两大机器人的特征，一类工业机器人，在智能制造里机器人的智能体现在哪些方面，一类新场景，主要是服务机器人的发展和进化。

首先智能制造的特征是什么，决策，网络、仓储、物料、工艺等都需要机器人智能化，柔性化、感知能力、自主执行、自主决策是它的特征。

我们说机器人支撑智能制造，为什么？从美国再工业化，欧盟工业4.0、日本复兴战略等是在机器人的路上，但这个机器人和我们传统的1.0时代完全不一样，是具有智联、感知、网联这样的机器人智能系统。

另外，新工业革命需要机器人的智能支撑，我们从生产要素改变来分析，前三次工业革命我们直接的生产要素是什么？机器+人，不管是第二次、第三次，只是机器设备和人比重的差异化，但是生产要素一直是机器设备在里面起主导作用，而在第四次工业革命里面中间加号取掉了，真正变成机器人。

再看一下机器人智能的发展过程，从最初的柔性生产化设备，到现在自感知、自适应的系统，然后下一步在自决策、自执行，一直到未来整个智能化的工具，这是它的发展过程。现在我们又进入到了第三个阶段，第二个阶段已经进入到了成熟阶段。接下来工业机器人在工业制造里具备的是智能，这是新松的案例，最新的叫做6S，从视觉到力控、数字孪生、工艺专家系统，到智能的软件系统，一直到智能平台，这六大系统构成了机器人由过去的机器设备往真正机器人一个跨越的基础平台。

这是我们力控，实现各种复杂的操作、作业；通过数字孪生，真正实现了数字环境和物力两套无缝的连接；工艺专家系统，把各种机器人工作的工艺形成了大数据云端，直接提供，不需要再做二次规划、二次开发；整个设备的物联，我们叫做MES，通过它来实现整个设备的管控，在这里面包括生产方式的构成，最终我们是一个大的智能化、一体化平台，包括智能生态，也包括各种应用场景，还包括各种数据、知识的融合，以及最后各种工艺在这里面集成，还有大的各种场景集合。

具体应用案例可以在这里看到，通过工艺互联网物联和感知系统，以及通过上端服务器、客户端、总线，形成了完整系统；就是智能化、机器人化、网络化，只是个作业工具和设备，现在完全是软件和智能在这里主导。另外，设备里的机器人作业也完全是智能化，还有其他的焊接、喷涂、清理等，大家可以看到不是一个物理设备的概念，而是真正的软件系统和智能系统在这里起主要支撑。再有其他制造领域，包括我们的家电、3C，包括陶瓷卫浴等，软件部分占的比重越来越大；另外，整个智能化生产完全是按照数字化工厂概念来搭建。

这是各种不同的应用领域，在3C制造也完全实现，这里面最关键的一点在哪？我们说两个角色转变，就是机器人用过去传统的机器设备，它的角色是什么？机器人工人，那么今天的机器人因为AI赋能、数据云端这些加持，使它们具备了机器人技师能力，过去我们需要工程师干的活，现在完全可以由机器人来实现、完成。

下面再看一下新场景机器人的智能，这里主要指服务机器人，包括大家可以看到使用场景的识别、三维地图重建，人脸识别、语音还有其他各种交互的实现，在这些里面都实现了新的机器人智能。

另外，在医疗机器人里包括手术辅助、病人诊断、大的数据提取、图像分析等，这方面即将进入到应用阶段。在康复医疗这个领域进展更快，健康是人类面临的难题，机器人在康复、医疗这些方面未来的应用空间比我们制造业还要大，并且是没有天花板的；再有就是养老、助残、康复这些方面，这里可以看到从健康评价、学习、多模态信息融合等。这是在服务类、医疗、健康类机器人的智能，比我们制造业需要的还要高，因为这类环境既是复杂的，又是分解的环境。因此我说机器人为各种智能、各种感知系统、学习决策提供了更高要求。

在教育、娱乐方面，现在的AI、VR融合在一起，所以我说机器人在这类领域里更体现了它的智能性或者智能化。

最后，做一个小结。

首先，有一个结论，现在叫做无处不在的机器人智能，去掉这两个字，说无处不在的机器人，对不起，做不到。没有智能，机器人不可能进入到人类社会的各个方面，在这里面智能工厂、智能生产、物流等已经完全机器人人化。

另外就是人机共融，使得机器人和人类是共融、协同、共生。过去，传统的机器人必须是工作在一个隔离的铁篮子里，因为牵扯到安全问题；而今天的机器人完全不一样，大部分要解决安全问题，因此它可以和人类共融、共生。

再一个大变化，5G+云计算+工业互联网等这些新技术，使机器人又上了新的多机协同、知识共享、模型训练、AI服务等，往这个方向发展，这也是刚才陈院士谈的多机的协同，向这些领域发展。那么，在这里面5G技术更为新的感知技术发展提供了重要支撑。

下面以新松的技术产品为例，具体看一下典型的机器人智能发展的现状。这是我们做的典型的叫做机器人生产机器人的智能工厂，智能要素在里面全面体现。

这是机器人在另外一个领域的应用和展示，在这里机器人要做什么？机器人要调酒。这是一个协作机器人，也是具备感知、学习、决策、行为的能力，大家知道机器人在工业环境下作业已经不稀奇，但是在调酒方面是很难实现的，我们新一代的“多可”机器人已经实现它。实际上，大家看到的不仅是机器人要完成我们人类的这种动作，这种动作对机器人来讲，和工业领域是完全两个概念；另外看它的各个分层和人的分层对比，其均匀度、比例完全不同。机器人无论从效率上、从分层的准确度上都完胜人类。

再看一个视频，机器人打乒乓球。去年最热门的是阿尔法狗，人的学习、决策不需要有行为能力，机器人打乒乓球既要有学习、决策，同时怎么打过去，用什么力度、方式、角度打过去，比阿尔法狗多了物理的实现过程。这是我们推出的第二代打乒乓球机器人，即将推出第三代打乒乓球机器人。

最后一个来看一下最新的十·一国庆庆典礼上，我们展示的机器人双臂双手一指弹奏《我和我的祖国》，这里面包括视觉怎么定位、识别琴谱、配合、学习等。

通过这些实例，我们可以看到机器人因为智能的发展和提高，不仅是在制造业里，而是在我们人类生活的各个领域，包括和科技、文化的融合，包括和医疗、健康的这种渗透。回到最初李院士提的这个问题，智能时代迎来的智能产业未来必将是巨大的产业。

（本报告根据速记整理）

CAAI原创 丨 作者曲道奎

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