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我相信:智能产业将成为下一次技术革命的最大成果

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发表于 2014-1-15 15:35:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
  像开电梯一样开汽车

  “今后只要你坐上智能汽车,开汽车就像开电梯一样容易,轻轻按一下按钮,汽车就能把你安全送到目的地。”在2011中国智能产业高峰论坛上,中国工程院院士、中国人工智能学会理事长李德毅描绘了一幅智能驾驶的美好画卷。

  智能驾驶正在变成现实

  记者:智能驾驶是在什么样的背景下提出来的?

  李德毅:汽车进入人类生活已经有一百多年历史。现代社会中,移动通信和移动互联网发展非常迅速,把娱乐和信息引入汽车生活是一个趋势。这促进了汽车电子的进一步发展,但是又大大分散了驾驶员的注意力,会产生很多安全问题。比如说有些驾车者是球迷,开着车,看着世界杯,可能就撞上前面的车了。

  提出智能驾驶,一是为了把人从繁琐的驾驶活动中解放出来,另外也是为了顺应信息社会汽车发展的新趋势。现代汽车电子技术已经很先进,传感器、自动化和人工智能技术已经可以让交通实现零碰撞、零死亡,这为智能驾驶提供了现实基础。

  记者:什么是智能驾驶?

  李德毅:智能驾驶本质上涉及注意力吸引和注意力分散的认知工程学,主要包括网络导航、自主驾驶和人工干预三个环节。智能驾驶的前提条件是,我们选用的车辆满足行车的动力学要求,车上的传感器能获得相关视听觉信号和信息,并通过认知计算控制相应的随动系统。

  对智能驾驶技术进行分解可以看到:智能驾驶的网络导航,解决我们在哪里、到哪里、走哪条道路中的哪条车道等问题;自主驾驶是在智能系统控制下,完成车道保持、超车并道、红灯停绿灯行、灯语笛语交互等驾驶行为;人工干预,就是说驾驶员在智能系统的一系列提示下,对实际的道路情况做出相应的反应。

  记者:智能驾驶和云计算有什么联系?

  李德毅:智能驾驶首先要解决一个导航问题。智能车的网络导航,就是通过云计算环境下的组合导航服务中心来实现的。在云计算环境下,网络导航服务中心包括地理信息服务和定位服务,是基于卫星定位技术,集成移动通信网络、地理信息系统、惯性导航等手段而发展起来的。

  云计算环境下的导航精度,需要达到亚米级,即50厘米左右,我国的标准车道宽度是3.5米,导航达到50厘米精度就可以让汽车自动驾驶在某个特定车道内了。所以云计算可以实现更个性、更准确的导航定位,为智能驾驶奠定了基础,使得智能驾驶可以成为现实。

  智能驾驶并非无人驾驶

  记者:这么说,以后我们可以什么都不用做,坐在车上按一下启动,车子就能自己跑到目的地,太方便了!

  李德毅:这个说法不全对。就算开汽车像开电梯一样简单,但是你进了电梯之后,要去哪一层,或者有碰到意外情况,都还是需要人来控制的。智能驾驶只是代替了人开车的很多繁琐动作,为我们人类服务,在现阶段,还不可能完全代替人类驾驶。

  我们提出的智能驾驶包括自主驾驶,它是车辆行驶过程中繁琐、低级的驾驶活动的自动化。但自主驾驶不是对人的全部能力的自动化模拟,以自主驾驶所需要的自然视觉认知能力分析技术为例。人类的视觉有三大优点:变尺度的认知能力,即大尺度物体优先;对结构信息,尤其是几何等拓扑信息的认知能力强,即结构优先;偏好依附性,即统计律优先。这三个“优先”在通常的图像处理中是做不到的。

  事实上,在智能驾驶过程中,我们的组合导航、自主驾驶和人工干预之间是有一个优先权控制问题,人工干预的优先权最高,其次是自主驾驶,最后才是组合导航,也就是说,在智能驾驶的过程中,人还是最重要的。

  记者:智能驾驶技术在我国发展到什么程度了?近期的发展蓝图是什么?

  李德毅:我们在京津高速公路上已经跑了很多趟了。京津高速公路有特大桥八座,大桥十三座,双向六到八车道,设计车速120公里,现在我们能跑到每小时70公里,效果比较好。这一次大家来到智博会,还会看到科学院物质研究所研究的移库倒库系统和上海交通大学的缩微车泊车系统,都做得很不错。我们共同兴趣课题组,已经工作多年,准备三步走:到2011年,做到城际公路的智能驾驶,因为城际公路基本上是半封闭的,比较好办;2013年,争取做到城市公路的智能驾驶,城市交通行人很多,比较复杂;到2015年,我们准备解决私家道路、无公共道路设施的智能驾驶。

  为城市拥堵提供解决方案

  记者:在智能驾驶、智能交通的研究中,有什么经验教训?解决方案是什么?

  李德毅:在实验过程当中有太多的体会,我们发现,综合集成常常是绕不过去的。智能汽车开发中的一个普遍现象是,别人代码很难重用,自己的代码很难被别人重用,科研工作者们经常陷在写代码、调代码和跑代码这种低水平的重复工作中。为了解决这个问题,我们采用了抽象与分层的技术,把传感器选型和调试过程相对隔离,建立更开放的、模块化的平台,从而减少不必要的低水平重复劳动。另外我们还采用了一个关键技术,就是对异常现象的捕捉与浮现。有些小车本身的动力学性能不太好,我们专门对异常现象进行捕捉,对捕捉到的数据进行分析,修改算法,再试验。

  记者:智能驾驶、智能交通的研究能不能最终解决城市交通拥堵问题?在现有的道路条件下,进行智能驾驶的实验场地可能有限,怎么解决这一问题?

  李德毅:城市交通拥堵问题是城市快速扩张过程中各种因素无序竞争、叠加的结果,不仅是一个科学问题,更是一个社会问题、经济问题、历史问题。通过智能驾驶和智能交通的研究,可能使得驾驶变得更简单,实现无需专门培训,人人都能驾驶的目标,同时,相关研究也有可能为城市拥堵提供良好的解决方案,改善城市环境。

  我们现在主要利用缩微道路环境来进行研究试验。缩微道路环境是在缩微尺度下研究智能驾驶与智能交通不可或缺的载体,缩微道路环境设计遵循“场景可重构、现场可交互、试验可评估、异地可观看”的原则,如果能够对典型的地理区域、道路环境和特定时段,通过半实物仿真和虚拟现实技术,可以发现城市、城际交通车辆的数量、类型、分布、动力学行为和道路拥挤程度的关系。

  机器人(52.080,-0.25,-0.48%)为您服务

  你知道服务机器人和工业机器人的区别吗?那就是前者比后者更kiss!

  这是中国工程院院士、香港中文大学教授徐扬生在本届中国智能产业高峰论坛上的开场白。他说,相比较于工业机器人而言,服务机器人更和善(kind)、更智能(intelligent)、更安全(safe)、更简单(simple),归结起来,那就是服务机器人比工业机器人更“kiss”。

  你知道机器人能爬树、打扫卫生、养宠物,甚至陪人玩游戏吗?在论坛上,徐扬生向听众一一介绍了上述几款机器人。

  爬树机器人的灵感来自于毛毛虫。“你可别小看毛毛虫,无论大树小树、弯树直树,毛毛虫都能爬,而且它还能承载比自身重很多倍的重物。”受到这种启发,徐扬生借鉴毛毛虫的形体结构特征,做出了“毛毛虫机器人”,这种灵活小巧的机器人被设想用在森林,尤其是原始森林里工作。由于任何地方都能爬,这些机器人可以到达森林深处人类无法到达的地方。

  打扫卫生是一件令人头疼的事情,而在家养小宠物也不轻松。有了家庭服务机器人,这两件事情不再是问题。徐扬生设计制作的家庭服务机器人其实是一个高智能的“球”,它每时每刻都在家里滚动,把犄角旮旯里的灰尘吸得干干净净。遇到主人出差了,这个球形的机器人还能定时给家里的小猫小狗释放定量的食物,而主人通过打电话给机器人,还能和家里的宠物说说话。球形机器人甚至能充当“家庭卫士”的角色,每当有人进门,机器人通过智能识别系统,可以很快分辨出此人是否家庭成员,如果进来的是一个陌生人,机器人马上就会用摄像头给他拍照,并将照片通过彩信形式发送给主人,提醒主人:“有客人来了,要报警么?”

  很多老年人生活中缺少伴侣,加上儿女又不在身边,不仅端茶倒水之类的小事不方便,一旦身体发生异常,身边又没有人,后果不堪设想。家庭机器人可谓是老年人的福音,它可以根据指令,在家居环境中为老人的日常生活提供照顾,比如帮老人拿罐饮料之类;它还能对老人的生理状况进行监测,发现异常时及时报警。另外,做成小猫小狗形状的家庭机器人,还能和老年人对话,陪老年人打牌、玩游戏,或者跟着不同的音乐跳不同的舞,给老年人的生活增添乐趣。

  “智能机器人有三个方面能力——感知、判断、行动。如何提高智能机器人这三方面的能力?对人的神经系统的研究,给我们提供了很多可以借鉴的成果。”徐扬生说,“怎么跟自然结合,向自然学习,研制出能更好地为人类社会服务、为普通家庭服务的机器人,是我们一直在努力的方向。希望在不远的将来,服务机器人可以走进千家万户。”

  情感也可以计算

  “你叫什么名字?”

  “我叫尤利。”

  “你的名字很奇怪呀!”

  “请不要这样说!”

  “骗你的,很可爱的名字。”

  “谢谢,我很高兴!”

  这是一段机器人尤利和人之间的对话。神奇的是,机器人尤利在说到“请不要这样说”的时候,语调明显提高,带有生气的意味,面部也有了生气的神色;而听到夸奖的语言时,机器人很开心地说:“谢谢,我很高兴!”并配合了相应的微笑表情和手部动作。

  原来,机器人也可以有情感!

  这是日本德岛大学教授任福继在本届中国智能产业高峰论坛上播放的一段视频录像。

  任福继表示,他所在的科研中心,长期致力于智能机器人的研究,其中,让机器人像人类一样具有情感,是他和他的科研伙伴们的努力方向之一。

  任福继介绍,将机器人运用到家庭中,是未来的一个趋势。在现代科技手段之下,很多机器人具备人的外形,能够直立行走,有的机器人甚至比人类更灵敏,能从事更加复杂和危险的工作,而且很多机器人已经具备了说话的能力,然而机器人入户至今没有成功。这是什么原因呢?任福继分析说,严格意义上来讲,机器人不是“人”——因为具备人的外形和说话的能力,只能使机器人与自然人“形似”,而思考能力以及情感的缺失,则制约了机器人与自然人“神似”。“人类不希望一个冷冰冰的机器进入到家庭中,只有机器具备情感,能和人交流,才能进入家庭。”任福继说。

  如何让机器人有情感、更智能呢?可以通过工程计算的方法来解决。

  在心状态转移网络理论的指导下,任福继及其科研团队给机器人装上了“脑”和“心”,这样,机器人在看到你的同时,就能通过分析你的语言、音调和表情,对你的情感状态做出判断,然后根据心状态转移网络产生一个对应的情感,并配合相应的语音、面部表情和手势,达到和你情感交流的目的。

  机器人怎么会具有不同的面部表情和语音呢?这得益于科研团队建立的语音、面部表情数据库。科研工作者们从全世界范围内收集大量语音和面部表情信息,通过相关软件进行测试,推算出某种语音或面部表情所对应的情感状况,并总结出一般规律,应用到机器人研发中去,让机器人能适时做出喜怒哀乐的不同反应。

  “用计算机来识别人类感情的技术有很好的商业前景,目前已用于游戏、医疗、学习、通讯、电话服务中心等领域。”任福继说,“现在应用得最好的是游戏产业。”
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