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別怕 機器人來了!
安全至上 人與機器的第一步

【作者: 王岫晨】   2015年08月06日 星期四

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所有機器人在設計的過程中,都會將安全視為最重要的優先項目。


機器人三大法則

第一法則:機器人不得傷害人類,或坐視人類受到傷害而袖手旁觀。

第二法則:機器人必須服從人類的命令,但不得違背第一法則。

第三法則:機器人必須保護自己的安全,但不得違背第一與第二法則。


圖一 :  機器人與人們生活的安全性,必須受到更多的考驗與關注。
圖一 : 機器人與人們生活的安全性,必須受到更多的考驗與關注。

機器人的議題,隨著近年來不斷有相關的機器人電影上映,而持續增溫著。在電影中的機器人,有時扮演著好人,有時扮演著壞人,有時是溫馴體貼的生活伴侶,有時是冷酷無情的瘋狂殺手。不管在電影中,賦予該機器人的角色為何,這些機器人似乎都有一個共同的特色:外型似人類、能獨立思考,並且,他就生活在你我的身邊。


正因為,未來有一天,我們非常有可能會與機器人共同生活。不論是工作中、生活中、搭車中、購物中、或者運動中,身邊很可能都會跟著不只一位機器人,也因此,機器人與人們生活的安全性,似乎也必須受到更多的考驗與關注。


在許多部的電影劇情中,都曾經出現過機器人三大定律,這個定律是1942年由Isaac Asimov所提出的,他也以此為基礎,寫下了許多探討機器人與人類共同相處的故事作品。當然,就以機器人三大定律來觀察,其第一點就直接點明了:機器人不得傷害人類。儘管在科幻故事的情節中,機器人都會有自我意識,自己有行為能力,因此才會訂出這樣的守則,來讓機器人遵守,因此會有這樣的顧慮,也並非沒來由。然而,我們也不禁要問,在現實生活中,機器人,究竟安不安全呢?


事實上,觀察機器人目前的技術發展狀況,儘管機器人的設計過程中,不斷為其加入高度自動化和智慧化等元素,最終目的都是希望讓機器的行為更接近人類。但不可否認的,所有機器人在設計的過程中,也都會將安全視為最重要的優先項目。畢竟機器人是以全金屬所製,在與人類相處與互動的過程中,誰都會擔心萬一出了狀況,人的生命安全該如何保障。



圖二 : 科幻劇情中的機器人,都有自我意識,能自行判斷是非。
圖二 : 科幻劇情中的機器人,都有自我意識,能自行判斷是非。

在科幻劇情中的機器人,都具有自我意識,能自行判斷是非與善惡。但這樣的機器人,不論在現實生活中,或在短時間的未來裡,應該都很難真的在生活周遭看見。機器人畢竟與真實的人類不同,無法自主運作,必須依賴人們給予指令。目前最常見到的機器人,不論是在工廠產線中,或者居家環境裡,大部分都是必須給予一些命令,才能使其順利運作。


但有時候,人會給錯或者誤下指令,機器人便無法判斷這究竟是對的指令,還是錯的。另外,機器人只要接受了指令,便會一直持續進行動作,這與人在累了之後,會知道必須要暫時停止作業來休息有很大的差異。而目前,各種機器人設計廠商不斷為機器人加入智能化,讓機器人不僅能自動,還要更聰明,能自行判斷目前的狀況,進行動作的調整,甚至立即停止作業。在這樣的過程中,不僅能有效增加產線的效率、還能提高機器的壽命,甚至減少人員的傷亡等狀況。


當然,若將機器人分為工業與家用兩種不同的方向,在工廠產線上,很明顯將不只會有單一機械手臂,經常是上百隻機械手臂同時在運作,更複雜者甚至還必須進行不同動作的多軸連動。在這樣的過程中,若還要給予智慧化的能力,其所需要的指令集將會十分龐大。這時候,整個自動化平台就必須要能夠具備處理龐大數據資料量的能力,否則一但這些數據量超過平台本身的負荷,很可能產生當機導致產線的損失,甚至出現運作錯誤因而導致人員的傷亡。


至於家用機器人,儘管目前尚未有真正的家用機器人問世,目前號稱的家用型機器人,多半都只是清潔用的掃地型機器人,頂多只能稱為自動吸塵器。至於有些能與小孩對話的機器人,則多半只能歸類為玩具。在電影場景中那樣的與家人平起平坐的機器人,以現今技術仍難以達成。


然而試想,如果某天,那些機器人的機械結構,都已經可以克服最困難的設計挑戰,能夠做到和人類一樣的動作,那麼,我們需要做的,就只要給予機器人指令,讓他們能夠按照人們所希望的方式進行動作。



圖三 : 目前已經有部分工業機器人的設計,是可以與工作人員一起進行協作。
圖三 : 目前已經有部分工業機器人的設計,是可以與工作人員一起進行協作。

獨立機器人,所接受的指令,或許不像工廠機器人那麼龐大與複雜,背後不需要一個龐大的平台來同步所有的運作指令,只不過,這樣的機器人,一樣是需要透過人們來下達命令,或者能夠自動根據眼前的狀態,來判斷需要進行怎樣的動作。為了要能夠精確地完成被賦予的指令,並正確安全地完成所需要的動作,機器視覺也成為了機器人不可或缺的關鍵需求之一。


機器視覺說穿了,就是機器人的眼睛。目前在許多工廠產線上,機器視覺已經是十分必要的生產設備,協助機器手臂進行進一步的產品篩選,或者透過影像來精確地進行各種產品分析作業。例如在機器設備中,增加視訊模組,或者加入感測器,讓機器手臂能更正確地動作與定位,運作過程也能更靈敏、更聰明。此外,機器視覺也可以有效彌補工廠產線上的作業人員,因為疲勞與錯覺等因素,所導致的失誤產生。


機器視覺,給予機器人新的視界,也增加了更多應用的可能性。產線上的機器人,可以透過機器視覺來進行產品的篩選與分析,並提升機器作業的精確性。至於,如果未來真的出現家用的擬真機器人,機器視覺就可以給予機器人『看』的能力。對於全自動化的機器人來說,可以透過『眼睛』所看到的事物,來搭配自動化的指令集,自主進行判斷並作業,或者,由人們給予指令來進行動作。


在這些過程中,如何能確保安全性,也就是讓機器人能夠做出正確的判斷,並依據攝影鏡頭所給予的視覺,來準確地完成命令,而不至於傷害到旁人,是整個機器人發展的過程中,是最不可輕忽的關鍵。



圖四 : 機器視覺,給予機器人新的視界,也增加了更多應用的可能性。
圖四 : 機器視覺,給予機器人新的視界,也增加了更多應用的可能性。

結語

人類設計出機器人,目的就是為了要替人們來進行勞累重複性的、骯髒不健康的,以及高危險性的工作。這也是為什麼在工廠產線上,人們是以機器人來進行高速且高危險的量產作業,而在科幻電影的未來場景中,機器人總是被用來跑腿打雜或倒垃圾。


由於機器人的高度複雜性與高技術門檻,目前較活躍於自動化的廠房產線中。而礙於安全性的顧慮,產線中的機器人在運作中,經常是與其他工作人員隔離開的。人與機器之間,畢竟存在著不安全感。而目前已經有部分工業機器人的設計,是可以與工作人員一起工作,共同進行協作,也就是機器人與人,同時進行同一物品的組裝。


其實,只要提升了機器人的安全性設計,在產線端,機器人已經證明了可以與人類合作愉快。也期待著技術早日突破,讓能夠真正在居家環境中與人們共存共處的機器人,能夠早日問世。



圖五 : 只要提升機器人的安全性,就可以與人類合作愉快。
圖五 : 只要提升機器人的安全性,就可以與人類合作愉快。
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