家用机器人指日可待?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


当我们遇到机器人霸主时,我们能认出来吗?

“茄子!”

右侧突然闪光让我停了下来:我的照片刚刚被拍了。当然,微软创客嘉年华帐篷上的标志表明,进入该区域即表示他们有权使用我的图像,但我并没有预料到会如此突然。或者这么亮。我转过身去寻找狗仔队,却空无一人。然后,当我将目光下移约两英尺时,我第一次见到了 EDDIE。


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我们彼此注视了几秒钟——在我们力所能及的范围内——然后 EDDIE 确定附近有更合适的拍摄对象。EDDIE 滚向一个更适合拍照的人群中心。他们很高兴,对着镜头扮鬼脸。

创客嘉年华是一个为期两天的活动,展示了从可持续性到重新构想医疗保健到机器人的各种 DIY 技术精华,是 EDDIE 与公众见面和互动的理想场所,特别是那些倾向于创新、设计和技术的公众。EDDIE 毕竟是一个机器人——一个基于微软机器人开发工作室 (RDS) 的机器人,并使用基于 Kinect 的平台来突破传统机器人的界限,并将实际应用交付给更广泛的受众。EDDIE 是 Expandable Development Discs for Innovation and Experimentation(创新和实验的可扩展开发光盘)的缩写,它为开发人员提供了一个模板,共享一个标准化平台,几乎每个人都可以从中构建机器人。本质上,EDDIE 可以扮演多种角色——而今天,配备了单反相机,EDDIE 正在扮演活动摄影师的角色。

挑战的定义

2006 年,比尔·盖茨让我们想象身处一个新行业的诞生之地,个人电脑将使我们能够以机器人的形式体验和操控我们触及不到的物体。在家用机器人(不幸的是,这篇文章在《大众科学》付费墙之后),盖茨概述了机器人的未来,并提出了一个挑战,这将形成微软机器人团队

我设想了一个未来,机器人设备将成为我们日常生活中几乎无处不在的一部分。我相信分布式计算、语音和视觉识别以及无线宽带连接等技术将为新一代自主设备打开大门,使计算机能够代表我们在物理世界中执行任务。

盖茨认为,我们将找到方法将机器人技术应用于工业化劳动、娱乐业和军事职责之外的领域。他引用了我们对机械学的长期迷恋——从希腊和罗马的金属制品到科幻小说和流行文化的奇妙想象——作为我们接受机器人伙伴的迹象,这些伙伴可以想象地执行诸如修剪草坪或帮助做家务等平凡的活动。盖茨认为,机器人革命——最终以面向消费者的机器人产品告终——指日可待,如果能够动员合适的社区,这种情况可能会很快发生。

什么社区?爱好者。狂热者。修补匠。创客。

盖茨看到了 1970 年代计算机行业与当时新兴的机器人行业之间的相似之处,就在几年前,机器人行业的特点还是运营成本高、高度专业化和专有的开发以及极其缓慢的进展。建立开发标准并邀请感兴趣的社区发挥创造力,有助于推动计算技术向前发展,其增长速度仍在惊人地加快。机器人也存在类似的社区;盖茨认为,通过为社区成员提供一套共享工具,他们可以互相帮助,行业也将呈指数级增长。

正如故事所说,盖茨组建了一个由 Tandy Trower(现任 Hoaloha Robotics)领导的机器人团队,该团队利用手头的资源来应对设计师面临的两大挑战。创客们总是会创造他们需要的东西。就机器人而言,这意味着极少有机器人是相同的,这种可能性很大。由于不同的、通常是专门的操作系统旨在以特定的方式处理特定的任务,因此一个损坏的部件可能会使开发人员回到起点。设计师们还在努力管理感官数据——并发性:分析来自多个来源的数据并产生适当的响应命令。并发性意味着,当你的机器人正在处理关于它行驶速度的数据时,它可能正在滚下悬崖——让你失去一个机器人。并发性问题阻碍了机器人的功能和灵巧性,如果要让机器人在日常活动中找到一席之地,就必须解决这个问题。

微软的机器人设计工作室发布了一个 CCR/DDS 编程模型,解决了这两个问题。CCR(并发和协调运行时)是一个函数库,有助于协调同步动作。这意味着机器人可以同时执行诸如计算速度和跟踪距离之类的操作,从而最大限度地减少碰撞的机会。分散式软件服务 (DSS) 有助于同步各个流程,从而更快地进行这些计算——提高灵敏度和灵巧性。现在,任何具有基本编程技能的人都可以使用此模型编写应用程序,这创建了一个标准化的基础,开发人员可以从中共享想法。未来会怎样?

呼唤所有创客

“它喜欢你!” 微软机器人部门总经理 Stathis Papaefstathiou 大声笑着宣布,他握住我的手,热情地摇了摇。拍照机器人 EDDIE 转向我们,停顿了一下进行构图和拍摄。EDDIE 的目标有点高,平板电脑显示屏上只显示了我的头顶,但考虑到我和 Stathis 之间的身高差异,我很难责怪机器人。EDDIE 又拍了一张照片,然后被带走充电,Stathis 和我坐下来聊天。

我们看到另一位团队成员帮助年轻的参观者用手臂做出类似飞机的动作来控制另一台 EDDIE。方向很简单:手臂向上将使你前进,向下将使你后退,将一只手臂向上倾斜,另一只手臂向下倾斜(飞机式)将使你转弯。Kinect 帮助捕捉和解释这些动作来控制机器人。这让年轻人和老年参与者都非常高兴。

Stathis 对 EDDIE 的兴奋与观众的兴奋相匹配。他对着年轻人左右摇晃身体以使非拍照 EDDIE 转圈的奇妙景象笑了笑。“我们已经定义了一个带有 Kinect 的硬件参考平台,”他说。“当你使用 RDS 和 EDDIE 时,一切都正常工作。在这里,你所做的只是添加你的笔记本电脑,它就可以工作了。它是无缝的。”

EDDIE 打包了 CCR/DDS 编程模型,因此基本要素已经到位,供有抱负的机器人构建者使用。Stathis 认为这是释放机器人爱好者创造力的重要途径,因为它使他们可以专注于应用程序的挑战——创建与其环境相关的机器人,或者像 Stathis 更喜欢称呼的那样,“场景”。设计师有机会在 RDS 模拟器中测试想法,并在需要时进行调整,然后再发布应用程序以在实际机器人上运行。在这种环境中,可能性似乎是无穷无尽的。

拍照机器人 EDDIE 是在三天内使用 RDS 套件从头开始构建的。他的算法帮助他找到他“喜欢”的人,如果他喜欢你,他就会给你拍照。他是如何决定他喜欢谁的?拍照机器人 EDDIE 的团队成员没有透露——这不足为奇,但一些一般性的提示会更符合创客嘉年华的气氛,特别是考虑到该团体的整体友好性。好吧,我们可以猜测:EDDIE 使用基于 Kinect 的平台,所以也许是面部识别程序?一个为微笑编码的程序?世界可能永远不会知道。

革命越来越 DIY

去年,创客嘉年华的主要话题是 DIY 热潮,以及它将对行业产生的影响。随着 EDDIE 的出现,DIY 的另一个层面似乎已被突破——微软正在努力与之联系,家庭机器人竞赛 就证明了这一点,该竞赛邀请公众提交机器人设计,以获得生产资金。

“我们认为我们正非常接近一个拐点,机器人技术将变得与消费者更相关,”Stathis 说。“场景将很重要。体验将很重要。在这里,我们有一个装在轮子上的 Kinect,但在家里我们是移动的——我们有智能手机、平板电脑——我们如何利用这些设备来产生酷炫的体验?” 我们如何将这些设备与机器人行业联系起来,这对机器人技术意味着什么?

Stathis 认为来自社区的投入非常重要。但他告诫说,我们仍处于定义该社区并帮助成员找到彼此的开始阶段。“在某个时候,云计算将在机器人技术中发挥作用。我们如何整合它?社区可能有答案。” 同样明显的是,机器人团队自己也很享受这些互动。他们用简单的术语为年轻的参观者分解了机械原理,并且没有回避经验丰富的爱好者提出的更难的问题。他们积极参与他们想要动员的社区。

家用机器人?

几周前,在讨论智慧城市时,我提到了精通技术的杰森一家,他们的世界完全联网。当我们考虑在家中拥有机器人意味着什么,或者我们可能仍然想象这意味着什么时,他们似乎是一个恰当的例子。杰森一家有烹饪机器人、清洁机器人、帮助他们穿衣服的机器人,当然还有 Rosie,一个相当代表科幻小说中以人为基础的机器人的形象。

Rosie 和 C-3PO 的拟人化设计有助于营造一种熟悉感,将我们与被编程为我们亲密伴侣的设备联系起来。然而,我们在过去几年中与技术的关系发生了变化。随着我们越来越习惯移动计算能力,我们对可以与技术分享的事物的看法也在发生变化。本质上,如果我们乐于让我们的智能设备跟踪我们的朋友、我们的位置、分享我们的照片、帮助我们银行业务和查找晚餐食谱,那么我们正在超越伪装成人形机械的需求。

2006 年,盖茨引用了国际机器人联合会 (IFR) 的数据,该数据预测到 2009 年将安装 900 万台个人用途机器人。来自 IFR 的最新信息 报告称,仅那一年就售出 870 万台!这些机器人包括家用机器人(真空吸尘和割草机器人)以及娱乐和休闲机器人(玩具、业余爱好系统和教育机器人)。新的预测表明,到 2014 年,将售出超过 1100 万台。

EDDIE 和他的众多角色离涵盖杰森一家机器人每天所做的事情还有一段距离,但也许我们离目标不远了。

所有照片均由 KDCosta 拍摄。

 

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