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别怕 机器人来了!
安全至上 人与机器的第一步

【作者: 王岫晨】2015年08月06日 星期四

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所有机器人在设计的过程中,都会将安全视为最重要的优先项目。


机器人三大法则

第一法则:机器人不得伤害人类,或坐视人类受到伤害而袖手旁观。

第二法则:机器人必须服从人类的命令,但不得违背第一法则。

第三法则:机器人必须保护自己的安全,但不得违背第一与第二法则。


图一: 机器人与人们生活的安全性,必须受到更多的考验与关注。
图一: 机器人与人们生活的安全性,必须受到更多的考验与关注。

机器人的议题,随着近年来不断有相关的机器人电影上映,而持续增温着。在电影中的机器人,有时扮演着好人,有时扮演着坏人,有时是温驯体贴的生活伴侣,有时是冷酷无情的疯狂杀手。不管在电影中,赋予该机器人的角色为何,这些机器人似乎都有一个共同的特色:外型似人类、能独立思考,并且,他就生活在你我的身边。


正因为,未来有一天,我们非常有可能会与机器人共同生活。不论是工作中、生活中、搭车中、购物中、或者运动中,身边很可能都会跟着不只一位机器人,也因此,机器人与人们生活的安全性,似乎也必须受到更多的考验与关注。


在许多部的电影剧情中,都曾经出现过机器人三大定律,这个定律是1942年由Isaac Asimov所提出的,他也以此为基础,写下了许多探讨机器人与人类共同相处的故事作品。当然,就以机器人三大定律来观察,其第一点就直接点明了:机器人不得伤害人类。尽管在科幻故事的情节中,机器人都会有自我意识,自己有行为能力,因此才会订出这样的守则,来让机器人遵守,因此会有这样的顾虑,也并非没来由。然而,我们也不禁要问,在现实生活中,机器人,究竟安不安全呢?


事实上,观察机器人目前的技术发展状况,尽管机器人的设计过程中,不断为其加入高度自动化和智慧化等元素,最终目的都是希望让机器的行为更接近人类。但不可否认的,所有机器人在设计的过程中,也都会将安全视为最重要的优先项目。毕竟机器人是以全金属所制,在与人类相处与互动的过程中,谁都会担心万一出了状况,人的生命安全该如何保障。



图二: 科幻剧情中的机器人,都有自我意识,能自行判断是非。
图二: 科幻剧情中的机器人,都有自我意识,能自行判断是非。

在科幻剧情中的机器人,都具有自我意识,能自行判断是非与善恶。但这样的机器人,不论在现实生活中,或在短时间的未来里,应该都很难真的在生活周遭看见。机器人毕竟与真实的人类不同,无法自主运作,必须依赖人们给予指令。目前最常见到的机器人,不论是在工厂产线中,或者居家环境里,大部分都是必须给予一些命令,才能使其顺利运作。


但有时候,人会给错或者误下指令,机器人便无法判断这究竟是对的指令,还是错的。另外,机器人只要接受了指令,便会一直持续进行动作,这与人在累了之后,会知道必须要暂时停止作业来休息有很大的差异。而目前,各​​种机器人设计厂商不断为机器人加入智能化,让机器人不仅能自动,还要更聪明,能自行判断目前的状况,进行动作的调整,甚至立即停止作业。在这样的过程中,不仅能有效增加产线的效率、还能提高机器的寿命,甚至减少人员的伤亡等状况。


当然,若将机器人分为工业与家用两种不同的方向,在工厂产线上,很明显将不只会有单一机械手臂,经常是上百只机械手臂同时在运作,更复杂者甚至还必须进行不同动作的多轴连动。在这样的过程中,若还要给予智慧化的能力,其所需要的指令集将会十分庞大。这时候,整个自动化平台就必须要能够具备处理庞大数据资料量的能力,否则一但这些数据量超过平台本身的负荷,很可能产生当机导致产线的损失,甚至出现运作错误因而导致人员的伤亡。


至于家用机器人,尽管目前尚未有真正的家用机器人问世,目前号称的家用型机器人,多半都只是清洁用的扫地型机器人,顶多只能称为自动吸尘器。至于有些能与小孩对话的机器人,则多半只能归类为玩具。在电影场景中那样的与家人平起平坐的机器人,以现今技术仍难以达成。


然而试想,如果某天,那些机器人的机械结构,都已经可以克服最困难的设计挑战,能够做到和人类一样的动作,那么,我们需要做的,就只要给予机器人指令,让他们能够按照人们所希望的方式进行动作。



图三: 目前已经有部分工业机器人的设计,是可以与工作人员一起进行协作。
图三: 目前已经有部分工业机器人的设计,是可以与工作人员一起进行协作。

独立机器人,所接受的指令,或许不像工厂机器人那么庞大与复杂,背后不需要一个庞大的平台来同步所有的运作指令,只不过,这样的机器人,一样是需要透过人们来下达命令,或者能够自动根据眼前的状态,来判断需要进行怎样的动作。为了要能够精确地完成被赋予的指令,并正确安全地完成所需要的动作,机器视觉也成为了机器人不可或缺的关键需求之一。


机器视觉说穿了,就是机器人的眼睛。目前在许多工厂产线上,机器视觉已经是十分必要的生产设备,协助机器手臂进行进一步的产品筛选,或者透过影像来精确地进行各种产品分析作业。例如在机器设备中,增加视讯模组,或者加入感测器,让机器手臂能更正确地动作与定位,运作过程也能更灵敏、更聪明。此外,机器视觉也可以有效弥补工厂产线上的作业人员,因为疲劳与错觉等因素,所导致的失误产生。


机器视觉,给予机器人新的视界,也增加了更多应用的可能性。产线上的机器人,可以透过机器视觉来进行产品的筛选与分析,并提升机器作业的精确性。至于,如果未来真的出现家用的拟真机器人,机器视觉就可以给予机器人『看』的能力。对于全自动化的机器人来说,可以透过『眼睛』所看到的事物,来搭配自动化的指令集,自主进行判断并作业,或者,由人们给予指令来进行动作。


在这些过程中,如何能确保安全性,也就是让机器人能够做出正确的判断,并依据摄影镜头所给予的视觉,来准确地完成命令,而不至于伤害到旁人,是整个机器人发展的过程中,是最不可轻忽的关键。



图四: 机器视觉,给予机器人新的视界,也增加了更多应用的可能性。
图四: 机器视觉,给予机器人新的视界,也增加了更多应用的可能性。

结语

人类设计出机器人,目的就是为了要替人们来进行劳累重复性的、肮脏不健康的,以及高危险性的工作。这也是为什么在工厂产线上,人们是以机器人来进行高速且高危险的量产作业,而在科幻电影的未来场景中,机器人总是被用来跑腿打杂或倒垃圾。


由于机器人的高度复杂性与高技术门槛,目前较活跃于自动化的厂房产线中。而碍于安全性的顾虑,产线中的机器人在运作中,经常是与其他工作人员隔离开的。人与机器之间,毕竟存在着不安全感。而目前已经有部分工业机器人的设计,是可以与工作人员一起工作,共同进行协作,也就是机器人与人,同时进行同一物品的组装。


其实,只要提升了机器人的安全性设计,在产线端,机器人已经证明了可以与人类合作愉快。也期待着技术早日突破,让能够真正在居家环境中与人们共存共处的机器人,能够早日问世。



图五: 只要提升机器人的安全性,就可以与人类合作愉快。
图五: 只要提升机器人的安全性,就可以与人类合作愉快。
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