机器人发展简史:看看机器人的前世今生



在90年代流行文化浸淫中长大的美国人一定对《克拉丽莎》(Clarissa Explains It All)这个电视节目不陌生。电视剧讲述了一个早慧少女另大多数人羡慕的冒险经历。在其中一集里,克拉丽莎被要求为学校创作一首诗,然而这显然超出了小主人公的能力范围。结果她的电脑替她完成了创作。


多年后的今天,我意识到克拉丽莎的电脑就是一个早期的机器人。这算是我第一次在流行文化中见识什么是AI。不过AI和机器人的概念要比克拉丽莎的90年代要久远很多。事实上,有人甚至将AI机器人的原型追溯到了古希腊神话。不过本文讨论从1950年左右开始,机器与人真正意义上开始交互正是发生在那时候。


科幻情节暂放一边,让我们来探索究竟什么是一个机器人,以及我们如何来到对机器人习以为常的今日世界。


什么是机器人?


机器人是一种自动化技术,通过编程能够在无人干预的情况下执行某些任务。也就是说,机器人能够接受人类指令,然后自主完成执行。


机器人是人工智能(AI)的形式之一。HubSpot市场分析师Mimi An将之描述为“能够从事人类所能做之事的技术——无论是谈话、视物、学习,或是社交和推理。”今天,像Siri和谷歌助手这类的人工智能已能如真人一般回答人们的提问。


机器人发展简史1950年代 图灵测试


1950年,计算机科学家兼数学家阿兰·图灵提出了图灵测试(Turing Test),又称模仿游戏(Imitation Game)。最原始的图灵测试包含三个角色:A、B和C。
-角色A是机器,角色B是一个人类
-发问者C也是一个人类,通过计算机发出问题
-发问者C接受A和B针对问题作出的回应
-发问者C根据回应判断A和B哪一个是人类
不过这里有一个问题。图灵那个年代的数据库十分有限,只能储存有限数量的人类短语。这意味着参加测试的机器人很容易“词穷无言”露出破绽。被发问者识别出来,便意味着机器无法通过图灵测试。


图灵测试沿用至今,不过也有争议


2014年,雷丁大学举办“2014图灵测试大会”,其中由30名评委担任“发问者C”的角色。如果有超过30%的评委认为测试对象是人类,那么计算机就被视为通过了图灵测试。在本届大会上,一个名叫“尤金·古斯特曼”(Eugene Goostman)的AI程序首次通过图灵测试。它扮演一名13岁的乌克兰男孩,并成功迷惑了33%的人类评委。


这一历史性的突破同时招来了赞美和批评。许多人对古斯特曼的能力持怀疑态度,质疑其是否真的比原始AI更先进。


无论如何,图灵被认为是这个领域的先驱,正是由他开启的一系列事件引向了我们今日所处的AI情形。就在图灵测试问世五年之后,1956年数学教授约翰·麦卡锡(John McCarthy)开始领导达特茅斯人工智能暑期研究项目。麦卡锡被认为是第一个使用了“人工智能”(Artificial intelligence)一词的人,并让人工智能成为大学里的研究学科。


1958年,麦卡锡在麻省理工学院开发了LISP,一种长久以来为人们所喜爱的编程语言。包括计算机科学家艾伦·凯(Alan Kay)在内的许多业界大咖都称赞LISP为“有史以来最伟大的编程语言”。


1960年代ELIZA


20世纪60年代最重要的AI成就要数机器人ELIZA。这个机器人的名字源自于萧伯纳戏剧《窈窕淑女》中的“伊莱莎”一角,其角色属性是扮演一名心理治疗师。ELIZA由麻省理工学院教授约瑟夫·维森鲍姆(Joseph Weizenbaum)创建,它的技术尚且有限,正如它在剧中原型伊莱莎粗陋的词汇一样。当你尝试使用它时,就会发现这一点。


维森鲍姆清楚自己的作品还有很大的提升空间。他形容ELIZA是一个“已知知识有限,但学习能力还不错”的人。
“这些早期的发明清楚地显示,人类渴望同科技进行类似人与人之间那样的沟通。”尼古拉斯·巴耶克(Nicolas Bayerque)对科技媒体VentureBeat说道。“只不过彼时缺乏技术知识将之成为现实。”


1966年ALPAC报告的发表并没有给机器人研究带来帮助,而是相反。这份报告充满对机器学习的怀疑,导致许多政府纷纷停止了给AI研究项目的经费支持。许多人指责这份报告导致多年的科技停滞,70年代之前那段时间里确实很少再有重大的发展。尽管60年代后期也有一些令人欣喜的研究,比如斯坦福研究所推出的Shakey,一个具有有限语言能力的自我导向机器人。
1969年第一届人工智能国际联合大会召开——之后该会议每年举行一次——不过AI研究并未很快得到复兴。


1960年代ELIZA


20世纪60年代最重要的AI成就要数机器人ELIZA。这个机器人的名字源自于萧伯纳戏剧《窈窕淑女》中的“伊莱莎”一角,其角色属性是扮演一名心理治疗师。ELIZA由麻省理工学院教授约瑟夫·维森鲍姆(Joseph Weizenbaum)创建,它的技术尚且有限,正如它在剧中原型伊莱莎粗陋的词汇一样。当你尝试使用它时,就会发现这一点。


1970年代~1980年代Freddy


20世纪70年代,爱丁堡大学研究人员开发的一个非语言机器人弗雷(Freddy)吸引了人们的目光。弗雷迪无法与人沟通,不过却擅长在无人操纵的情况下组装物品。弗雷迪最具革命性的元素是其使用视觉来执行任务的能力——它利用一个相机“看到”并识别装配零件。不过,眼神好之外,速度显然不是弗雷迪的强项——它需要16个小时才能完成整个组装。


1990年代~2000年代 面向消费者的机器人


在接下来的十年中,机器人面对消费者的一面发生了重大转变。这一时期机器人变得更加聪明,功能也更加多样。90年代的机器人甚至能达到互相之间举行机器人运动会的程度。其中最著名的例子便是1997年第一届官方RoboCup仿人机器人足球赛,40支机器人组成的参赛队伍彼此之间展开桌面足球的较量。


此处所有列出的发展只不过是整体的冰山一角。机器人的应用如此广泛,以至不可能在一处全部列出。