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心與芯 版權(quán)信息
- ISBN：9787521773057
- 條形碼：9787521773057 ; 978-7-5217-7305-7
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
心與芯 本書特色
1. 本書聚焦機器人學(xué)、人工智能和深度學(xué)習(xí)，向讀者展示了機器人領(lǐng)域的快速發(fā)展以及公司和人才聚焦的關(guān)鍵技術(shù)。本書由北航機器人研究所名譽所長王田苗推薦，是一部了解未來機器人投資機會和可能性的重磅作品。
2．妮拉•魯斯是麻省理工學(xué)院（MIT）計算機科學(xué)和人工智能實驗室（CSAIL）的主任、世界領(lǐng)先的機器人專家、麥克阿瑟 “天才”獎得主，美國國家工程院院士。她長期從事人工智能和機器人研究，研究人工智能和機器人技術(shù)。她領(lǐng)導(dǎo)著一支由150多名研究人員組成的精英團隊，致力于推動機器人的前沿技術(shù)。魯斯的研究范圍極廣，從可重構(gòu)機器人到自動駕駛汽車，再到微型醫(yī)療機器人，她的創(chuàng)新無處不在。她的團隊開發(fā)出了能自我折疊的機器人、仿生機器魚，甚至是可以在人體內(nèi)導(dǎo)航的微型機器人。
3. 聚焦機器人學(xué)、人工智能與深度學(xué)習(xí)三大領(lǐng)域，厘清智能機器研究和應(yīng)用前景。本書重點討論以下三個領(lǐng)域：機器人學(xué)、人工智能、深度學(xué)習(xí)。本書將帶領(lǐng)讀者了解當(dāng)前的機器人發(fā)展到了什么地步，有哪些*新的技術(shù)、人才和公司，機器人又究竟如何增強人類的能力，改變我們的生活，機器人的發(fā)展又面臨哪些挑戰(zhàn)和困難。
4. 前瞻性預(yù)測未來20年機器人與人類高效合作的未來。我們常常在人和機器人之間，或者說心智與芯片之間制造緊張關(guān)系，而我們應(yīng)該更多地考慮如何讓它們一起工作，以優(yōu)化各自的力量。我們可以與機器人一起工作，設(shè)計出更好的智能系統(tǒng)，提高手術(shù)的精度，使運輸更安全、更高效，分配那些對人類來說太危險或太困難的任務(wù)，將對話即時翻譯成其他語言。該領(lǐng)域在過去10年所取得的成就令人驚嘆，但其未來20年到突破性進(jìn)展更令人激動。
心與芯 內(nèi)容簡介
我們當(dāng)下正在經(jīng)歷一場AI革命。現(xiàn)在有創(chuàng)紀(jì)錄的310萬個機器人在工廠工作，從事從組裝電腦到包裝貨物以及監(jiān)測空氣質(zhì)量等各種工作。數(shù)量龐大的智能機器以各種各樣的方式影響著我們的生活，如提高外科醫(yī)生的手術(shù)精確度，清潔我們的家等等，我們正處于機器智能帶來的令人興奮的可能性當(dāng)中。 下一個萬億規(guī)模的企業(yè)，也許正在AI機器人領(lǐng)域誕生。當(dāng)下的機器人產(chǎn)業(yè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常人的想象。你會看到全世界*先鋒的機器人研究團隊如何開發(fā)機器人，這個團隊使用人工智能，通過令人難以置信的速度進(jìn)行試驗和試錯，找出*有效的方式來開發(fā)機器人。你將在這本書中了解到多達(dá)幾十種功能不同的機器人，從可重構(gòu)機器人到自動駕駛車輛，再到微型醫(yī)療機器人、自我折疊的機器人、仿生機器魚，甚至是可以在人體內(nèi)導(dǎo)航的微型機器人等等。 隨著AI浪潮席卷全球，你將了解機器智能發(fā)展的*前沿，獲得新一輪競爭性優(yōu)勢。
心與芯 目錄
目錄
推薦序 機器人如何創(chuàng)“芯”/王飛躍
**章 力量的延伸
第二章 感知的延伸
第三章 時間的節(jié)約
第四章 精準(zhǔn)度的提高
第五章 想象力的釋放
第六章 視野的拓展
第七章 微觀的精妙
第八章 機器人的建造
第九章 機器人的思考
第十章 觸覺中的大腦
第十一章 機器人的學(xué)習(xí)
第十二章 未來之路
第十三章 機器人可以是問題本身，也可以是解決方案
第十四章 機器人的風(fēng)險與容錯機制
第十五章 機器人改變的工作格局
第十六章 計算思維
第十七章 機器人的投資機遇
結(jié)語：機器人之夢
展開全部
心與芯 相關(guān)資料
第十二章 未來之路
目前還做不到。
我的好友羅杰·佩恩想要一個膠囊機器人，他想和心愛的鯨魚一起在海中暢游。我有能力研制出這類機器人，為富有冒險精神的科學(xué)家提供幫助嗎？
很遺憾，我依然做不到。
人們的要求五花八門，例子不勝枚舉。我想建造的機器人種類更多，同樣千奇百怪。去新加坡時，看到很多建筑物上爬滿了吸收二氧化碳的綠植，我就想建造攀爬劍橋大學(xué)辦公樓的機器人，它能充當(dāng)人工光合器，吸收二氧化碳，釋放新鮮的氧氣。在海灘上，我想到了塑料污染這個重大問題。是否可以設(shè)計并派遣一批水中機器人，過濾掉海洋中的雜質(zhì)？我特別想知道怎樣建造牡蠣機器人。
很多項目（無論是羅杰夢想的膠囊還是進(jìn)行光合作用的機器人）看似是科幻小說中的內(nèi)容，其實可行性都非常高，只需不同數(shù)量的資源、人員和時間就能實現(xiàn)。但如果我們審視有關(guān)新型智能機器人的諸多想法，反復(fù)出現(xiàn)的主題或挑戰(zhàn)就會浮出水面。以下建議乍一看可能令人生畏，但我并不認(rèn)為這些困難會消磨斗志，反而將其視為令人振奮的機會，希望你也有同感。我列出了部分內(nèi)容（排名不分先后），這是年輕的發(fā)明家和富有靈感的工程師的待辦清單。就從機械手開始吧。
在實驗室里，我和同事擅長移動機械手，讓它靠近我們的目標(biāo)抓取物，但最后一步可能很不順利。機械臂無法始終以所需的精確度移動，*[* 手術(shù)機器人和工業(yè)機器人能以所需的精確度移動，但就商用和家用而言，它們可能太貴了。]因而機械手的最終位置可能有些小誤差。機械手與抓取物發(fā)生錯位，抓取就會失敗。能否在不過分依賴手的控制或物體位置的情況下，開發(fā)更好的硬件和軟件來管理這種不確定性？
靈敏的機械手（比如我們的回收機器人Rocycle的機械手，可以區(qū)分紙張、塑料和金屬）提高了機器人的整體智能水平。機器人的手指甚至不必看起來像手指，我們實驗室開發(fā)的最強大的機械操縱器外觀像一朵花。在硅包裝材料的內(nèi)部，有一個堅硬但靈活、兼容性強的折紙骨架。如果郁金香形狀的夾具試圖拿起一個罐子，它會從罐子頂部向下移動，直到覆蓋在蓋子上，夾具上的真空裝置會吸走所有空氣，夾具及其內(nèi)部骨架便向蓋子周圍收縮。機械手無需精準(zhǔn)地研究物體，也無須制訂詳細(xì)的最佳抓取計劃。夾具只是下降、抓取，力傳感器確保抓取力度不會過大。我們用它抓取包括薯片和盒裝牛奶在內(nèi)的各種物品。它可以通過手柄抓取器具和其他物體，平放在桌子上的抹刀也不在話下。本書寫作時，幾家初創(chuàng)公司正在開發(fā)吸力夾具。亞馬遜推出了新的倉庫機器人Sparrow，它的手由6個排列成簇的圓柱形吸力裝置組成。我并不認(rèn)為所有機械手都得像郁金香。Sparrow拾放物體游刃有余，或許非常適合倉庫或裝配線工作，但并不適用于烘焙，因為它不擅長攪面團。這再次說明，機器人的身體只能做它力所能及的事。
第十二章 未來之路
經(jīng)常有人問我，是否可以為其建造定制機器人。我的表姐安卡·格羅蘇博士是腫瘤學(xué)家，她問我是否可以為她建造一個植入機器人，隨時監(jiān)測腫瘤的狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)病情的變化。她希望機器人能告訴她，病人對她治療方案的反應(yīng)是積極還是消極的。我能實現(xiàn)她的愿望嗎？
目前還做不到。
我的好友羅杰·佩恩想要一個膠囊機器人，他想和心愛的鯨魚一起在海中暢游。我有能力研制出這類機器人，為富有冒險精神的科學(xué)家提供幫助嗎？
很遺憾，我依然做不到。
人們的要求五花八門，例子不勝枚舉。我想建造的機器人種類更多，同樣千奇百怪。去新加坡時，看到很多建筑物上爬滿了吸收二氧化碳的綠植，我就想建造攀爬劍橋大學(xué)辦公樓的機器人，它能充當(dāng)人工光合器，吸收二氧化碳，釋放新鮮的氧氣。在海灘上，我想到了塑料污染這個重大問題。是否可以設(shè)計并派遣一批水中機器人，過濾掉海洋中的雜質(zhì)？我特別想知道怎樣建造牡蠣機器人。
很多項目（無論是羅杰夢想的膠囊還是進(jìn)行光合作用的機器人）看似是科幻小說中的內(nèi)容，其實可行性都非常高，只需不同數(shù)量的資源、人員和時間就能實現(xiàn)。但如果我們審視有關(guān)新型智能機器人的諸多想法，反復(fù)出現(xiàn)的主題或挑戰(zhàn)就會浮出水面。以下建議乍一看可能令人生畏，但我并不認(rèn)為這些困難會消磨斗志，反而將其視為令人振奮的機會，希望你也有同感。我列出了部分內(nèi)容（排名不分先后），這是年輕的發(fā)明家和富有靈感的工程師的待辦清單。就從機械手開始吧。
我們需要更智能、更靈敏的機械手
在實驗室里，我和同事擅長移動機械手，讓它靠近我們的目標(biāo)抓取物，但最后一步可能很不順利。機械臂無法始終以所需的精確度移動，*[* 手術(shù)機器人和工業(yè)機器人能以所需的精確度移動，但就商用和家用而言，它們可能太貴了。]因而機械手的最終位置可能有些小誤差。機械手與抓取物發(fā)生錯位，抓取就會失敗。能否在不過分依賴手的控制或物體位置的情況下，開發(fā)更好的硬件和軟件來管理這種不確定性？
靈敏的機械手（比如我們的回收機器人Rocycle的機械手，可以區(qū)分紙張、塑料和金屬）提高了機器人的整體智能水平。機器人的手指甚至不必看起來像手指，我們實驗室開發(fā)的最強大的機械操縱器外觀像一朵花。在硅包裝材料的內(nèi)部，有一個堅硬但靈活、兼容性強的折紙骨架。如果郁金香形狀的夾具試圖拿起一個罐子，它會從罐子頂部向下移動，直到覆蓋在蓋子上，夾具上的真空裝置會吸走所有空氣，夾具及其內(nèi)部骨架便向蓋子周圍收縮。機械手無需精準(zhǔn)地研究物體，也無須制訂詳細(xì)的最佳抓取計劃。夾具只是下降、抓取，力傳感器確保抓取力度不會過大。我們用它抓取包括薯片和盒裝牛奶在內(nèi)的各種物品。它可以通過手柄抓取器具和其他物體，平放在桌子上的抹刀也不在話下。本書寫作時，幾家初創(chuàng)公司正在開發(fā)吸力夾具。亞馬遜推出了新的倉庫機器人Sparrow，它的手由6個排列成簇的圓柱形吸力裝置組成。我并不認(rèn)為所有機械手都得像郁金香。Sparrow拾放物體游刃有余，或許非常適合倉庫或裝配線工作，但并不適用于烘焙，因為它不擅長攪面團。這再次說明，機器人的身體只能做它力所能及的事。
在開發(fā)機械手和機器人大腦方面，我們?nèi)杂泻芏喙ぷ饕觯呀?jīng)取得了很大的進(jìn)步。據(jù)報道，亞馬遜的Sparrow能抓取數(shù)百萬形狀各異的包裹。倉庫工作只是一個開始。如果這些技術(shù)繼續(xù)以目前的速度發(fā)展，可以想象，機器人將在許多生活領(lǐng)域執(zhí)行各種任務(wù)。
我們需要更柔和、更安全的機器人
當(dāng)然，我們不能只關(guān)注機械手，機器人作為一個整體也需要更強的兼容性。傳統(tǒng)的機器人系統(tǒng)并不友好，它們笨重且危險。工業(yè)機械手是工程學(xué)的杰作，可以執(zhí)行高難度任務(wù)，但它們與人類隔離，通常被關(guān)在籠子里，因為它們經(jīng)過預(yù)先編程去執(zhí)行一系列操作，如果有人妨礙，程序是無法改變的。
然而，能與人類合作的工業(yè)機器人逐漸進(jìn)入我們的視野。一群夢想家在推動著這個趨勢，包括羅德尼·布魯克斯和Rethink Robotics的創(chuàng)始人團隊。他們的機器人Baxter正是為了與人類合作而設(shè)計的。工人無需任何技術(shù)或編程背景即可訓(xùn)練Baxter及其后繼者Sawyer，讓它們做助手或獨立執(zhí)行某些任務(wù)。該公司因經(jīng)濟原因于2018年關(guān)閉，但其核心理念已經(jīng)實現(xiàn)。他們的實踐表明，人類和機器人是可以協(xié)同工作的。如今，工業(yè)和工廠環(huán)境中協(xié)作機器人的例子有很多，其理念也在向工業(yè)領(lǐng)域之外擴展。Diligent Robotics公司的Moxi 幫助護士將物資運送到病房。我的好友、南加州大學(xué)的馬扎·馬塔里（Maja Mataric）開發(fā)了機器人Moxie，旨在與自閉癥兒童互動，幫助他們提高社交技能，還可以進(jìn)行社交技能測試。
這些令人印象深刻的例子表明，未來我們需要大量有著更安全、柔性和智能身體的機器人。人體有一個奇妙的感官——皮膚，當(dāng)我們觸碰到視野之外的物體時，它會發(fā)出警報。皮膚非常敏感，我們可以根據(jù)觸覺推斷物體的信息。人造皮膚是一個異常活躍且復(fù)雜的研究領(lǐng)域，因而我無法預(yù)測，機器人何時能覆蓋密集而靈活的傳感器，但人造皮膚有利于開發(fā)出與人類安全互動的機器，這一點毋庸置疑。
我們需要不像“機器人”的機器人
機器人舞蹈的特點是動作笨拙、不連貫，這暴露出智能機器的一個更大的問題。我們需要開發(fā)的是像自然界的生物一樣敏捷的機器人。我希望更多的機器人能像舞者一樣，富有節(jié)奏、優(yōu)雅地舞動（比如馬克·雷伯特及其波士頓動力公司團隊開發(fā)的跳舞機器人），像專業(yè)廚師一樣在廚房切菜，像羚羊一樣奔跑。我還希望機器人能更好地理解人類。
我來詳細(xì)解釋一下。
為了利用機器人，你必須對其工作原理有基本的了解，你得知道如何對機器人進(jìn)行編程。想象一個機器適應(yīng)人類，而不是人類適應(yīng)機器的世界。比如，工廠機器人看到人類費力搬運大物件，會上前提供幫助。家用機器人發(fā)現(xiàn)老人在做家務(wù)，會上前搭把手。讓機器人變得更柔和、更順從的工作是有益的，但我們也必須為機器開發(fā)出能力更強的大腦——能可靠地識別活動并做出推理，判斷何時以及如何成為人類的益友。
同樣，我們可以在機器人的行動執(zhí)行方面搞一些創(chuàng)新。當(dāng)你駕車偏離車道時，有限自動駕駛汽車可能會察覺，它會自動將汽車?yán)貋怼Ｆ囈宰羁斓乃俣然氐秸_位置，其行為像機器，而不像人；人會平緩地駛回車道。有些自動駕駛汽車在這方面運行得更流暢，這只是簡單的軟件調(diào)整，但確實凸顯了一個更大的趨勢。在類似情況下，機器人的行為與人類不同。
這種行為差異可能是有益的。在國際象棋和圍棋等戰(zhàn)略性游戲中，人工智能系統(tǒng)與人類棋手對決時經(jīng)常出其不意，攻其不備，最終獲勝。人類可以分析它們的選擇，發(fā)現(xiàn)其新策略。但在其他情況下（比如開車時），我們更希望機器人的行為接近人類。
我的研究團隊已經(jīng)證明，控制器可以向人類駕駛員學(xué)習(xí)如何駕駛，可增強自動駕駛汽車的大腦功能。我們還可以根據(jù)《維也納公約》制定的道路規(guī)則為其提供推理引擎。這似乎可以讓自動駕駛汽車像人類一樣駕駛，但開過車的人都知道，并非所有人類司機都遵守交規(guī)。因此，我們需要機器人理解路上其他司機的行為，并做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
多年前，我剛跟父親學(xué)開車時被困在十字路口，部分原因是我無法預(yù)測其他司機的行為。我們正在開發(fā)一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用被稱為“社會價值取向”（SVO）的數(shù)學(xué)度量確定車輛附近社區(qū)中人類駕駛員的性格。該度量由社會心理學(xué)界開發(fā)，根據(jù)自我獎勵與他人獎勵的比率來評估個性。有趣的是，這個量可以表示為空間（該空間由這些量所對應(yīng)的軸定義）中的某個夾角，并被納入機器人控制系統(tǒng)的成本函數(shù)中。在討論機器人之前，先舉個例子說明SVO的工作原理。它很簡單，一目了然。
假設(shè)你得到100美元，必須在自己和某個陌生人之間進(jìn)行分配。分配方案你說了算。你可以全部留下，對方一分不得；這是利己主義者的個性特征。也可以將100美元全給對方，自己一分不留；這是利他行為。
從數(shù)學(xué)上講，我們將利己主義者對應(yīng)于0度角，將利他主義者對應(yīng)于90度角。如果你平分這筆錢，表現(xiàn)的是親社會行為，就是45度角。該角度提供了關(guān)于人類性格的大致的數(shù)學(xué)度量。
不可否認(rèn)，駕駛行為比獎金分配更難度量。SVO之所以適用，是因為我們可以通過理解司機的行為，利用基于博弈論、控制論和機器學(xué)習(xí)的多個模型的數(shù)學(xué)公式來評估其個性。通過估計司機的SVO角度，并將估值納入算法，我們可以讓機器人更準(zhǔn)確地了解環(huán)境中的人，從而讓其控制系統(tǒng)適應(yīng)人類，而不是讓人類適應(yīng)它。
這看起來或許太復(fù)雜，但如果我們希望汽車機器人在路上正常行駛，評估就非常重要。為什么？因為面對自私的司機，自動駕駛汽車的計劃應(yīng)該與面對無私的司機不同。舉個例子。自動駕駛汽車開到十字路口，停了下來，準(zhǔn)備左轉(zhuǎn)。一輛由人駕駛的汽車從右側(cè)駛來，打算左轉(zhuǎn)進(jìn)入自動駕駛汽車的車道。
自私的司機會加速，來個急轉(zhuǎn)彎。對這種路況的明智反應(yīng)是讓行。
無私或有親社會傾向的司機則會減速，留出左轉(zhuǎn)的空間，也許會讓自動駕駛汽車先行。在這種情況下，機器人先行很重要，否則會造成交通混亂。在第一種情況下，機器人應(yīng)該等待，這樣才不會有撞上冒失司機的風(fēng)險；而在第二種情況下，它應(yīng)該加速。
在人多的環(huán)境中，機器人要有能力做出這類判斷，而且速度要快。否則，交通事故會層出不窮，優(yōu)柔寡斷的機器人會造成道路擁堵。如果我們能將類似人類的決策能力和行為構(gòu)建到自動駕駛汽車以及所有機器人中，就可以擁有適應(yīng)周圍人類的智能機器，人機互動會更安全、高效。
心與芯 作者簡介
[美]丹妮拉·魯斯（ Daniela Rus）
麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實驗室主任，同時也是世界頂級的機器人專家，麥克阿瑟"天才獎"獲得者，美國國家工程院院士。
丹妮拉·魯斯是機器人技術(shù)領(lǐng)域真正的先鋒和創(chuàng)新者，領(lǐng)導(dǎo)著一支由150多名研究人員組成的精英團隊，致力于推動機器人的前沿技術(shù)。魯斯的研究范圍極廣，從可重構(gòu)機器人到自動駕駛汽車，再到微型醫(yī)療機器人，她的創(chuàng)新無處不在。她的團隊開發(fā)出了能自我折疊的機器人、仿生機器魚，甚至是可以在人體內(nèi)導(dǎo)航的微型機器人。
[美]格雷戈里·莫尼（Gregory Mone）
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