机器老师作文（共15篇）
他是一个教我们机器的老师。他很爱笑，平常没事的时候还会帮小店的老板打理生意。刚开始我见到他的时候他两眼长得有些疲惫，头很圆润。后来，听着他的课，渐渐地我们所有听他课的学生都很喜欢他。他是个很温柔的老师。可是他却不是一个女老师，而是一个男老师。用现代的话语来说。真可谓是新时代的好青年。他有的时候严肃，但对学生不严肃。有一次我问他为什么?他告诉我对学生要真心。不能移体罚来对待学生，也不能以一幅冰冷的面孔面对学生。这样才能把学生教好。他很爱笑，因为他总是笑。
我刚进机器人社团的时候，我并不认为自己可能会成功。后来由于他的鼓励，我终于成为了长期第一的社团之星。也成为了他最喜欢的学生。而我，他叫我干什么我也会干什么?从来没有抵触过他。因为我喜欢这个老师。他也喜欢我这样的学生。他很温柔。
中国江苏网消息, 在南京个性化教育新发展研讨会上, 专家坦言, 在强大应试洪流之下, 怎么推动人的个性发展非常值得探索。记者采访发现, 南京一些学校已经尝试个性化教育新方法, 如学生可以自己挑喜欢的老师改作文, 选体育老师也OK。与会专家表示, 现在的中小学基本都是一个老师面对一群孩子, 用统一的教材统一的评价去培养一群人, 长处在于效率高, 劣势在于遏制了个性发展, 这个劣势越来越明显, 教育改革就是要推动个性化发展。游府西街小学分校火瓦巷小学分享了他们学校的新做法。“在作业上最难的是作文, 学生不想写作文, 怕写作文, 也觉得写不好作文。现在我们的做法是, 作文写完了不是直接交给语文老师改, 可以先把作文交给他喜欢的小伙伴改, 也可以找一个他喜欢的老师为他进行点评。”有趣的是很多男孩子都去找体育老师改作文。“这样一个小变化激发了学生的兴趣, 给他们自由选择的权利, 有的孩子认可体育老师, 学校通过体育老师来调动学习的积极性。”
2009年春天，日本东京一所小学开始使用机器人做辅导老师，这是世界上第一个机器人教师。这个机器人名为“佐屋”，是一名有女性外表的机器人，它不仅可以说多种语言，还可以完成点名、给学生布置家庭作业等各种最基本的教学任务，甚至能做出喜怒哀乐等多种面部表情。
目前，韩国一些小学也开始使用机器人做英语老师。30名机器人老师已经正式上岗，赢得了同学们的喜爱。
机器人老师的外表看上去不威严，很时尚。韩国首批正式上岗的机器人名为“英键”，身体外形呈蛋形，看上去像是胖嘟嘟、圆滚滚的企鹅。它们身高1米，体重约40千克。安装有3个轮子，可以在教室里自如地移动，还会摇动头部和胳膊，唱歌跳舞，和同学们一起玩游戏。
当然，机器人老师并非完全自主。在朗读单词、课文或唱英语歌曲时，机器人可以通过软件自主进行。而需要对同学们的提问进行解答时，则需要英语老师在幕后进行遥控。坐在办公室的老师们通过机器人的遥控系统看到同学们的表情，听到同学们所提的问题，然后输入文字进行解答，同学们听到的则是机器人把答案朗读出来的标准英语。
“英键”机器人老师的面部少数是卡通造型，多数是液晶显示器，其中显示的是一位金发碧眼的女老师的面部，发出的声音当然也是女声。机器人的视频摄像系统可以让坐在办公室的老师看到教室里的学生，从而能够掌控整个教学过程。
目前，韩国政府已经投入15亿韩元用于机器人老师的开发。除了已经上岗的机器人英语老师外，韩语、数学、物理等其他科目的机器人老师也开发成功。每个“英键”机器人老师的造价约相当于5.86万元人民币。研究人员希望把造价降低一半，以便机器人老师在将来能为更多国家的贫困地区服务。
大门开了，同学们闪开一条路，一辆崭新的米黄色四门六座卡车吃鸣着喇叭缓缓地开了进来。我一眼望见司机叔叔的旁边，坐着一个身穿连衣裙的漂亮阿姨，没错儿新老师准是她!
汽车在实验室门前停了下来。那位阿姨手里拎着个大皮包下了车。她招呼前来迎接她的老师和校工，把卡车上的几个大木箱卸了下来，搬进了实验室。
我们热情地上去打招呼。
“哈，同学们，你们弄错了!”阿姨笑了起来，“你们的新老师在木箱里!”
阿姨说着，把几个大木箱一一打开，我们看见：第一个大木箱里装的是头;第二个大木箱里装的是身子;第三个大木箱里装的是手;第四个大木箱里装的是腿和脚。只见阿姨把这些零件一一地组装好，马上就变成了一个机器人。然后再从大皮包里拿出一桶油，往机器人身上的一个孔倒了进去，机器人马上就动了起来。哈!原来我们的新老师是个机器人!
现在已经是20年后的一天了，我已经是一名著名的博士了我还研究出来许许多多的发明物品，像什么：克隆机械狗啊，‘美妙音乐机呀’，是非占仆呀……还有一些你想也想不到的呢！好了好了，我也不讲那么多的废话了！（不然等会儿，你们又要说我太‘自恋’了）是的，没错！现在的科技非常的发达，克隆人也是我最拿手的事了，这不，我现在就在研究一种机器人老师，这不，我进过了七七七四十九天的研究和九九八十一天的刻苦制作，终于造出了这种不需充电的机械老师。
于是，我准备把这种机械老师带到了某一所小学做实习，可是哪一所小学，我还没下定结论。
章老师是‘泰鑫齐路’小学的一名女教师，她已经四十九岁了，因为马上就要退休了，又不放心这批会吵的小同学。不久的一天，她听说我是一名博士了，还研制出了这种机器人，她很开心，于是，章老师不顾昼夜的赶过来，找到了我，问：“李张怡同学……不，不，是李博士，你是不是发明了一种可以代替老师的机器人？”“嗯，是的，我是发明了这样的一种机器人！”“太好了，能借我一用吗？我就要退休了，想……”“可以，可以，当然可以！我发明着这机器，就是拍这种用场的！”
于是，我和章老师，当然还有机器人老师，一起乘着出租车，来到了泰鑫齐路小学，那里的学生一个个无精打采，连叫的“老师好”也是有气无力的，就像你三天不给你睡觉似的。
但是，唯独104班的教室里传出一阵阵吵杂的声音。只听见一阵清脆的玻璃响声，接着教室就突然安静了，但是，没有几秒钟，又开始喧闹了。章老师加快了脚步，刚进教室，两块碎璃璃的玻璃安静的躺在地上，一幕悲惨的景象出现在了眼前：一个孩子一不小心被玻璃绊倒了，脸被玻璃碎片戳的血流不止，那个孩子哇哇大哭。我看见这一幕情景连忙叫道机器人老师的名字：“雅克利，快过来！”一个机器人以最快的速度向我冲来，到了我面前后，停下来问道：“博士我来了，您有什么吩咐吗？”我说道：“以后这个地方就是你的`家，你的这任务就是代替给这个班级的班主任！明白了吗？”“我知道了，博士！”“好了，现在这里有一位学生受伤了，启动医疗程序。”“是，博士。”是听见“刷”！的一声，孩子的伤痊愈了，玻璃也还原了，张老师高兴的不知怎么形容。
“叮铃铃！”上课了，同学们都回到教室里，安静的坐在座位上，等待老师来上课。雅克利走了进来，先给大家打了一个招呼，然后就开始上课了。
“今天上的课是《中华鲟》，中华鲟是中国的……亚克力用标准的普通话在上面滔滔不绝得讲着，它讲的是那样的生动、动听，这些在章老师口中的那些爱吵的孩子，现在变的那么认真，津津有味地听着雅克利讲。这时，一只小手突然举了起来，雅克利微笑的面对他，问道：“有什么事吗？”一个细嫩的声音回答道：“老师，可是我们并没有见过中华鲟啊！”这时，雅克利用手比划了一个圆圈，贴在黑板上，然后，黑板上立即出现了一个圆圆的视频，上面播放着中华鲟的图片，同学们都听的兴趣盎然，连平时最调皮的陈嘞嘞今天也听得非常投入。不久，下课了，原本一蜂窝地涌出的同学们，今天呢，却拉着老师的衣角，争着吵着要给他们继续讲……
我的实验发明成功了！太棒了，当然，今天的张老师也可以睡了安稳觉了。
垃圾桶机器人，20xx年，我已经成为闻名世界的大伯，是老赵，这个时代奋斗的人类已经能理解动物的话语，书包有了视网膜识别系统，能清除记忆的记忆，清除机。当然，我也发明了许多有利于人类文明快速发展的高科技。垃圾桶，机器人儿就是其中一之一，来一桶机器人的出现，主要是清理那些人类够不着和捡不到的垃圾，比如海面上漂浮的白色小船，空地堆成的垃圾山垃圾桶，机器人跟一个五六岁的孩子差不多，高大。还有一个圆圆的脑袋，上面有两根长长的天线，可以检测到方圆五里的垃圾信号儿，找到他们的准确位置，他的身体是一个超大的原著，里面配有三个垃圾桶，分别用来装，可回收垃圾，不可回收垃圾和。有害垃圾。
两条笔直的腿就是他的行走系统，脚底下配有推进器，可以行走和飞行，在有需要的时候，腿还会变成轮子和螺旋桨，哪一种。还分多种模式，工作模式。其中吸收模式，抓取模式，分类模式是众多比较特色的几种。吸收模式，主要解决平底，树梢和房顶等处的垃圾。那你得告诉施垃圾桶，机器人就会把身上的盖子打开，伸出一根长长的管子，这个垃圾，下载垃圾就被吸进去了，抓取机器人。抓取模式主要解决复杂地形的垃圾，如水面的垃圾，一些垃圾被扔进河里，有的会浮在水上。有的会沉下去，如果采用吸取模式，水和垃圾都会被吸上来，这样不仅增加了处理的难度，然后一堆水造成二次污染，在这种情况下，垃圾桶机器人。
垃圾桶机器人儿就会伸出两条长手扒垃圾抓上来，分类模式才是垃圾桶机器人最神奇的功能，垃圾桶机器人会按垃圾的密度，形状，特征，等，分成三份进行自动化处理，这样垃圾进回收站就不用再分类，咱缩短了垃圾处理时间，提高了循环利用的效率怎么样啦，N种机器人儿是不是很棒呢。
关键词：采摘,关节机器人,机器视觉,PC控制
0 引言
鉴于当今世界机器人技术的发展和我国农业的现状,果蔬采摘机器人的研发在一些作业领域已十分迫切,而机器视觉技术和关节型机器人机构在果蔬采摘领域又有着很大的应有价值[1],因此笔者从实际需要出发,对基于机器视觉的关节机器人进行了研究。以实现关节机器人的末端机构对目标物体的捕获为目的,把寻求并验证适宜的解决方案作为重点,将研究内容具体划分为3个部分:机械结构的设计、机器视觉的研究、运动控制方法的研究。
1 方案及原理
1.1 机械结构的设计
机器人操作机本体按照坐标形式大致可分为4类,即直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和多关节型。本文采用多关节型机器人,其结构紧凑、工作范围大、占用空间小、动作灵活以及具有很高的可达性。
多关节型机器人常用的传动方式有:链传动、多级齿轮传动、蜗轮蜗杆传动。本文采用蜗轮蜗杆传动方式,具有结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击震动小、能得到很大的单级传动比以及反行程自锁的特性[2]。经多方面对比,确定了步进电机驱动的蜗轮蜗杆传动式多关节型机器人的机器人本体结构方案。
考虑到果蔬采摘的实际需要,将关节机器人除末端执行器外的自由度设计为4,分别位于:腰部水平面内转动关节、大臂肩关节竖直平面内转动关节、小臂肘关节竖直平面内转动关节和手腕腕关节竖直平面内转动关节,如图1所示。
1.腕关节2.肘关节3.肩关节4.腰5.基座6.腰关节7.大臂8.小臂9.腕10.末端执行器固定位
综合考虑机器人的工作空间、运动速度、运动精度、负载能力等因素,将关节机器人关键机械参数设计如表1所示。其中,电机均为四通步进电机,蜗轮蜗杆传动比为62,蜗杆材料均为45钢,蜗轮材料均为铸造锡青铜。为了改善关节型机器人操作机的总体工作性能和动态特性,进行了杆臂平衡设计。
平衡机构的原理如图2所示。
1.下级臂杆2.扭转弹簧3.上级臂杆4.V型钩5.固连点6.平衡力矩增大方向
在关节处安装扭转弹簧,弹簧一段固连于上级臂杆,另一端通过V型钩与下级臂杆连接,由于多数情况下关节机器人负载最大发生在各关节水平伸展时,对于负载最大的肩关节尤为如此,所以扭转弹簧设计使各杆臂转为水平方向时,弹簧输出平衡力矩最大。
1.2 机器视觉系统的研究
本文属于果蔬采摘机器人的准备性阶段,暂时以色彩明丽的小尺寸目标作为对象,在实验中选择橙红色圆柱体(高3cm,截面直径2.5cm)塑料模型为捕获目标,以实验室内自然环境为背景。通过“手—眼”视觉系统采集到的图像特征如下:(1)图像分辨率320×240,色深为24位;(2)目标与背景色彩差异较大;(3)背景环境存在色彩干扰;(4)机器人作业过程中,目标距离不断变化。
视觉系统整体方案如下:以PC机作为图像处理、分析平台,采用USB接口的CMOS摄像头作为图像采集设备,将摄像头安装在关节型机器人的末端,与机器人组成了“手—眼”视觉系统,并基于Windows系统默认组件VFW,采用C语言来开发视频捕获接口程序[3]。该机器视觉系统主要完成两个任务,即平面信息获取和深度信息获取。
平面信息获取的任务是确定目标物体在摄像头视野中的位置,处理过程中首先根据像素点的R-Y色差值将目标与背景初步分离,进而采用形态学方法计算连通区域的几何特征(面积、圆形度等),从而以特征值来锁定唯一目标,最终标记目标区域中心坐标并以此作为输出结果[4,5]。
在图像的预处理过程中采用了“变阈值分割法”,其阈值确定步骤如下:首先利用视觉系统拍摄不同距离下目标物体的照片;接着计算各图片各像素的R-Y色差值,将计算结果转为灰度图像,进而绘制各灰度图像的灰度分布直方图并以此判断最佳分割阈值;最终根据图像采样位置和此位置图像所确定的阈值;当机器人摄像头位置位于两次图像采样位置之间时,用函数回归的方式确定该次图像处理所用的分割阈值。其分割阈值与目标距离关系,如图3所示。
深度信息获取的任务是根据图像信息判断目标距离,由于本文机器人采用“手—眼”视觉系统,故可根据不同距离下目标区域面积来判断目标当前距离。通过实验标定所确定的目标区域面积与目标距离关系,如图4所示。
1.3 运动控制方法的研究
本文机器人运动控制的目标是根据视觉系统的反馈信息确定目标物体的空间位置,进而引导关节机器人末端接近并捕获目标。
关节式机器人常根据齐次坐标变换原理建立关节转角到机器人末端坐标的变换矩阵,然后逆向求解来确定运动过程中各关节所需的转角值,以此来控制机器人动作,该方法通用性好,但运算量较大[6]。本文充分利用了“手—眼”视觉系统和关节型机器人的结构特点,采用平面几何法计算机器人关节转角增量,与常用的齐次坐标逆变换法相比,具有可操作性强、运算量小的特点,具体步骤如下:
1)根据视觉信息,旋转机器人腰关节和腕关节,将目标物的重心对正到机器人末端视野的正中,此时机器人各关节的运动与目标物处于同一平面。空间中的轨迹规划问题转为平面问题。
2)将关节机器人初始位置和目标位置的几何模型放在同一坐标系中(如图5所示),根据几何关系建立方程,即
3)解三角方程可得
在机器人末端接近目标过程中,腕关节和腰关节转角为基于视觉信息的自动调节量,肩关节转角增量α与肘关节转角增量β由式(3)和式(4)得出。
2 实验研究
用VC++编写了控制软件,通过其交互界面可对相关参数进行设置,如图6所示。
对关节机器人系统进行了运行实验,当机器人末端距离目标为5cm时认为目标被捕获,运行过程包括自动复位、搜索目标和接近目标,如图7所示。
由于采用闭环控制,机器人可以实时调整自身位姿,实验结果表明,该关节机器人及其控制系统具有较高精度,当目标捕获距离设定在5～20cm之间时,机器人末端的定位误差在1cm以内。
3 结论
本文对一种基于机器视觉的关节机器人进行了方案设计与研究。实验证明:本文所采用的机器人机械本体结构刚性强、运动平稳、定位准确;视觉系统方案成本低、安装维护方便、具有较好的通用性;控制方法充分利用了“手—眼”视觉信息,简化了系统计算量的同时也使得机器人动作简洁。
参考文献
[1]Sario Y.Robotics of Fruit Harvesting:A Sate-of-the-art Review[J].Journal of Agricultural Engineering Research,1993,54:265-280.
[2]吴宗泽,刘莹.机械设计教程[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]丁贵广,计文评,郭宝龙.Visual C++6.0数字图像编码[M].北京:机械工业出版社,2004.
[4]Hayashi S,Ganno K,Ishii Y,et al.Robotic harvesting sys-tem for eggplants[J].JARQ,2002,36(3):163-168.
[5]Hayashi S,Ganno K,Ishii Y.Machine Vision algorithm ofeggplant recognition for robotic harvesting[J].Journal of So-ciety of High Technology in Agriculture,2000,12(1):38-46.
刚刚吃完饭，都没顾得上休息就要去刷锅洗碗，如果这是冬天，刷完锅，洗完碗，手上油乎乎、脏兮兮的，打开水龙头，“哗啦！”哎哟！冷死我了！！只好忍着一点。
终于要洗澡了，这可是一点点的休息时间啊！洗完澡，冲完凉，又要洗衣服，洗完衣服后，又要忍受冰凉的水的冲刷，估计躺在床上，你都已经腰酸背痛了！
可能以上的事情你都经历过，想摆脱这样的困境。没关系，只要有钟点工机器人，一切事情都掌握在你的手中！
下了班，到了做饭烧菜的时间了，可是你感到十分劳累，而且你又打算过一个舒服的日子，今天不想作一些事情（比如说洗衣服）。拿起电子笔，在钟点工机器人的电子屏上写上‘做饭’两个字，然后机器人就会问你你要做什么菜，然后你再在电子屏上写你和你的家人要吃什么菜，钟点工机器人就会来到厨房，只要大约5分钟的时间，你就可以吃饭！而且吃的口味都是你心里面想的！
到了洗衣服的时间，拿起电子笔写上‘洗衣服’，机器人就会立刻帮你去做，只需要3分钟的时间，这些事情立刻帮你搞定哦！！！
如果你不想时时刻刻拿起电子笔在另外一个电子屏上写上你在家里洗衣服、做饭的时间，然后拿起机器人右手中的万能卡，在时间电子屏的一个横线上刷一下，只见电子屏上的时间不见了，原来，时间都已经‘跑’到卡上去了，这时你在把万能卡插入到横线里面（没关系，机器人右手上面还会变出来一个万能卡），这样，钟点工机器人就会按照你输入进去的时间去做事情了！
如果你在电子屏上写错了时间，没事的，拿起机器人口袋里面的橡皮，就可以把写错的地方给擦掉，然后重新写一下就OK啦！
你绝对会想到一件事情：所有的机器人都是靠电来进行工作的，可是你绝对不可能在机器人身上安装电池，因为这样太麻烦了，安装电线也不是一个好点子，万一你家人一不小心，绊到了电线该怎么办？没事儿，其实这个机器人啊，它理所当然是需要电的，但是没关系，给它供电的方法有好多哩！安装废电池、给它吃饭……哇噻！好多种方法！不过我还是建议你用‘给它吃饭’这种方法，因为机器人总得要休息的吧！这样，你说不定还可以和钟点工机器人建立好的关系呢！
他们的果敢坚毅令我高山仰止，他们凋零的生命使我痛彻心扉。痛定思痛之后，我悄悄地立下了宏愿。
2046年，我成为重庆市的消防安全总负责人。历经十余年的研究，仿生学和人工智能被大量引入消防科技领域，基本实现了现场处置无人化。这不，除工作人员外，我身边还有三位智能机器人――分管信息及联络的“通通”，负责疏散引导的“疏疏”、实施消防处置的“灭灭”。这些钢筋铁骨的机器人消防员，与其说是我多年精心研究的科技成果，不如说是我工作上不可或缺的伙伴。
8月的一天，炎炎赤日高悬在素有火炉之称的山城，仿佛要把大地都烤成一块卷皮儿。突然，消防中心监控的大屏幕上显示渝中区一栋500米高的智能大厦发出自动报警。“伙计们，干活儿!”我一下来了精神，三位机器人会意地点了点头。
随着一阵“嗡嗡嗡”的轰鸣声，通通和它的助手鹰鹰、萤萤，疏疏和它的助手蝉蝉、飞蚁，灭灭与它的助手螳螳、蟹蟹，以及一群加载自动灭火设备的无人机一起飞向火灾现场。它们将把现场所有数据汇总到监控系统后台，并自动生成为5D音视频显示在监控屏上。我则与工作人员做好了总控以及启动安全防护与救助的准备工作。
很快，三个机器人与助手们进入了火灾现场，萤萤立即发射出穿透浓烟的萤光，鹰鹰具备xx功能的眼睛立即将搜索到的现场视频情况传送到系统后台。
“智能大厦第400米处的一间办公室由于用电负荷太重，大火伴着浓烟腾起，颇有蔓延之势，请指示。”通通立刻向我们汇报现场情况。
“灭灭，立即切断电源，打开防火门。”我话音刚落，蟹蟹已经用它的钳子将电源线切断，螳螳则用它的螳螂臂将防火门推开。
“疏疏，探测疏散通道，疏散现场人员”“疏疏明白!”现场立刻响起蝉蝉通过它腹部喇叭传出的声音“大家冷静，请用湿毛巾捂住口鼻避免呛烟和中毒、不要直立行走、按照萤光和飞蚁的指示有序撤退。”萤萤将萤光排列成一条光带，引导人们沿着飞蚁探索出的逃生通道匍匐离开火灾现场。
与此同时，在通通、疏疏、灭灭的指挥下，无人机上的自动灭火设备喷出干粉或二氧化碳，均匀地洒在着火物上。
1 社会机器人的发展历史
社会机器人是从机器人发展而来的,是机器人发展的第三个阶段,第一阶段为20世纪60~70年代,表现为可简单的示教再现型的机器人,第二阶段为80年代,随着传感技术的进步以及系统论的发展,具有更加完善的环境感知和能力的机器人出现。而第三阶段则是从90年代以来的智能社会机器人的出现。智能社会机器人是指拥有更加完善的逻辑思考能力,更加强大的信息处理能力。
如今的社会机器人将系统和载体两部分分离开来,靠在云端的中央处理器提供人工智能。如微软小冰、苹果语音助手Siri,并非是看得见、摸得着的拟人化机械,手机只是其载体,用于收集语音、传递信息,而用来处理信息的则是苹果的中央处理器。在传媒业,新闻机器人近年来发展迅速,如美联社等使用“新闻机器人”Wordsmith软件报道体育赛事、新华社新闻机器人“快笔小新”、Quartz首页上布置“聊天机器人”、腾讯开发自动化新闻写作机器人Dreamwriter等就属于虚拟的机器人。
与传统的用来延伸人的某种技能的机器人不同,Dautenhahn(2003)指出,社会学习、模仿、姿态和自然语言、情感学习和认识、以及和同伴的交流是社会机器人的关键要素。
2 两个维度下的机器人
结合未来机器人的发展方向,我们最终按照两个维度对机器人分类,分别为是工具属性还是社会属性,以及是否具有自主学习能力。
2.1 工具属性和社会属性
第一个维度是工具属性和社会属性,具体是指人们在与机器人交流的时候,机器人是替代人类还是与人类相处。可以延伸人的某种能力的机器人如扫地机器人可以替代人类完成扫地任务,换句话说,这种机器人的出现是为了替代或者强化人类的某种能力,大型制造机器人可以取代生产线上的流水工人。人类使用这种机器人是为了取代人类的某种能力。这是一种工具属性,是机器人发展的一个重要阶段。
近些年来发展的智能设备仍以功能性为主,尽管Siri可以与用户进行交谈,但目前提供的功能大部分局限在“工具属性”上,设定闹钟、播放音乐、搜索结果等。除了Siri,美国亚马逊提供的Nest要立志成为家庭信息中心,提醒你今天要给孩子开家长会,或购买蔬菜水果。它们的出现仍是取代人类的某方面的能力,因此,这些机器人的出现都是具有工具属性。如应用于财经报道和体育报道领域新闻写作机器人可以替代了记者的初级采编角色,具有工具属性,扩大了自动化新闻生产优势,仅用3秒钟便可瞬间完成一篇财报分析,压缩了新闻生产流程,而且失误率可控可调。
一款机器人的出现,如果旨在某方面可以替代人类进行照顾、陪伴、交流和娱乐等,那么就具有了社会属性。机器人的社会属性主要是相对于其工具属性进行的定义。这种机器人出现的目的不是为了替代或者强化人类某种能力,而是为了替代人类的情感,或发展出独立的智能体系,成为人格化的机器人与人类进行交流。
这也是机器人社会属性的两个主要表现,第一方面是指社会机器人可以替代人,满足使用者的社会情感、社交、照顾等方面的需求;如Paro机器人,这是一种使用了类肤材质的机器人,拥有光纤、姿态、声音传感器等,特别适用于无法养宠物而有这方面需求的人们。这类机器人并不能与人类进行交谈或者沟通,但可以满足人们在饲养、照料等方面的需求。第二方面是指社会机器人发展出高度智能,成为一个独立的人格化的机器人。这类机器人仍然处在开发之中,但随着以Alpha Go为代表的人工智能的进步,高度智能的机器人将会在不久后到来,这类机器人将成为一个人格化的对象,可以与人类进行交谈、照顾,甚至建议、安慰等。显然,第二个方面是未来机器人发展方向。
2.2 自主机器学习能力
第二个维度是是否具有自主机器学习能力。Author Samuel在1959年提出机器学习的研究领域,让计算机获得没有其他程序介入的情况下计算机自主学习的能力。从1980年左右开始,专家系统开始主导人工智能的发展。而专家系统以及后来的机器学习研究则对机器人领域产生了巨大的影响。
不具有自主学习能力的社会机器人只能根据输入的特定信息进行回答,因此其回答和反应往往是有限的。此外,不具有自主学习能力的社会机器人无法获得更新的信息,这是一个封闭的系统。例如从20世纪60年代出现的一些简单智能玩具,可说出简单的一些单词和句子,但所有的反应是迟钝而且机械的,与使用者的交流和反馈都非常少。
而具有自主学习能力的社会机器人可以根据已知信息进行处理,获得新信息,新信息又结合已知信息再度处理获得更多信息,整个程序呈不断扩大的形式出现;其次,具有自主学习能力的机器人结合外部输入的信息,产生更多信息,这是一个信息不断生产的过程,完全开放。
在这两个维度上进行划分,可以得到表1:
一是传统机器人,这种机器人的目的是可以放大人类的某种能力,并且在某些情境中代替人类进行劳动生产,提高生产效率,取代部分劳动岗位。
还有一种参与到社交环境中的传统机器人,使用者可以使用这种机器人与其他人进行交流,也就是Zhao所说的,一种人与人进行社交的中介机器人(interact through),这种机器人的发展也拥有长久历史,几乎与电子媒介史相当,包括电报系统,电话答录系统,电子邮件系统等。Fortunati认为这种机器人是一种传播过滤,将人与人之间丰富的符号互动过滤为一种或几种形式的信息,这种机器人就成为了交流中的第三者(the third thing),通过介入人类的互动对人类社会产生影响。
二是特定需求的工具机器人,是指人们使用的机器人具有自主学习能力,并且使用的目的是为了满足人们的某种特定需求,如苹果语音助手Siri,用户使用的目的是为了帮助用户设定闹钟、呼叫电话、打开应用等,由于其具有自主学习的能力,因此其可以通过不断地接收用户的语音信息,来获得更高的语音识别率,获得更好用户体验。
三是特定需求情感机器人,是指人们使用这种机器人的目的是为了满足自身情感需求。如动物形状的陪伴型机器人Paro,这种机器人无法联网进行自主学习,但可以对人类的行为进行反馈,因而可以满足人们的特定某种情感需求。
四是真正的社会机器人,这是具有社会属性又具有自主学习能力的机器人,即Zhao所言的:社会机器人不是人类互动中的媒介(interact through),而是可以与人互动(interact with),同时,Zhao认为,“有些具有社交功能的机器人通过面部表情、眨眼、声音等非语言符号交流,模仿人际关系中的情感因素。这一趋势的出现将带来人类传播的本质的改变和社会互动意义的变化。作为人类的代理人(surrogates),类人社会机器人将扩大人类在计算机化的世界中表情、话语和传播的领域范围,相比于人与计算机的交互,人与类人社会机器人的互动更像是人类间的互动。”
3 社会机器人的工具理性转向交往理性
从传统机器人到社会机器人的转变,机器人的发展体现了其逐渐由工具理性转向了交往理性。
3.1 机器人的工具理性表现
工具理性诉诸关于世界的可认知的事实,尤其是诉诸可以在手段和目的之间被确定起来的因果关系。韦伯认为工具理性的产生与资本主义息息相关,而自然科学的发展,以及工业革命大大促进了资本主义的发展。工具理性的发展,带来了自然科学的进步,进而促使了计算机科学的出现。机器人出现的本身就是工具理性的体现。这表现在两个方面:
首先,在机器人的设计中,追求效率成为了设计机器人的最重要原则。蔡自兴、谢斌认为,对机器人来说,最重要的特征体现在两个方面,分别是通用性和适应性上。通用性指的是某种执行不同的功能和完成多样的简单任务的实际能力,适应性是指其对环境的自适应能力,即所设计的机器人能够自我执行未经全部指定的任务。这两个重要的特征的目的都是为了可以使机器人可以简单快速的完成所设定的任务,即有效率,除此之外,在设计机器人的时候,要遵循最小成本与最大功效的原则,而这也是理性的体现,因此机器人的发展和成熟是工具理性的结果。
其次,在机器人出现之后,人们对待机器人的态度也呈现出了工具理性。从科技的发展是对自然世界的控制来说,工具理性是基础性的;从机器人的发展历史来看,具有工具理性的机器人是发展基础;就社会世界可以被理解为由社会事实之间的因果关系塑造的而言,工具理性可以用于社会管理和社会、经济政策的形成。
社会机器人对人类而言,是一个理性的象征,也呈现出了一种生活态度和生活方式的变化。Fortunati认为西欧早期宗教认为只有上帝才可以创造类人机器人,从而阻碍了类人机器人的发展,而随着文艺复兴和工业革命的进步,理性逐渐确立了统治地位,由此西欧开始出现了类人机器人。除此之外,人们开始研究人类身体如何运转,包括血液和肌肉对动作的影响。Zanca认为将人类生命视为一种机械运转主要得益于经验技术的发展以及假肢的制造。理性的发展带来了经验科学进步的同时,也将机器人视为人体的一种客观模仿的形式,成为了“去魅”后的客观对象。由此,机器人作为理性的代表,成为了一种工具,其目的在于取代人类,完成人类工作,在这种以目的为导向的思维方式的指导下,人类对机器人的研发和制造开始摆脱单纯的模拟人类和模仿人类的外表,开始转向了以提高工业生产效率和提高生产水平为主。而数十年的发展,大规模的工业机器人开始应用在制造业的各行业,极度体现了人们对于机器人的工具理性态度。
机器人进入家庭领域成为机器人发展的交往理性转向的一个重要的标志。普通个人可以开始接触并且与机器人进行信息交流,尽管这种信息仍然是非常简单而且是工具理性的,但这作为一个开端,机器人开始朝向社会机器人发展。
3.2 社会机器人的交往理性表现
人类与社会机器人的交流是一种交往理性。哈贝马斯认为,“所谓交往理性,是一些以语言为中介的互动,在这些互动过程中,所有的参与者通过他们的言语行为所追求的都是以言行事的目的,而且只有这一个目的。”哈贝马斯认为,理性的实际运用应当是一个交互的活动,照此交往合理性预设了对话的可能性。
随着机器学习和人工智能技术的发展,社会机器人具有了交互能力,正从工具理性往工具理性和交往理性兼具的方向发展。
互动是当两个或更多的人共享一种对指导她们行动的社会规范和规则的理解,因而他们对于各自的行动和交互的期待时,存在于他们之间的关系。这样,如果我与你处于互动之中,我就能够预料你会如何对我所说的或所做的作出反应,因为我知道,对于世界、道德规则甚至调节我们行动的礼节。你享有完全一样的理解,从而我们能够理解彼此的行动和言语。这是社会机器人要和人进行长期交互的基础。
哈贝马斯在对工具理性的批判的同时,提出了交往理性,一个有效的交往必须具备四个有效性因素。这4个因素具体表述为:我说任何事情的时候,我就正在对我周围世界的性质做出或多或少含蓄的假定:我说话的权利;我的主体地位,以及我所说出的内容的连贯性。同样,除非有证据证明相反的情况,那些听我说话的人也假定:我关于世界的假定是正确的,我有权利说话;我是真诚的,而且我所说的是有意义的。如果没有做出这些假定,交往和互动就不可能继续下去。
这4个有效性主张概括起来就是真实、正当、真诚和意义。
人与社会机器人的交往理性的发展也体现在这四方面。与社会机器人进行信息交流的过程中,社会机器人所传递的信息和符号都是真实、正当、真诚并且有意义的。机器人自身所具有的思考模式和思维模式都强调它提供的信息的真实性,作为一种对外部刺激的反应程序,其模式都会遵循程序,因此真实的外部环境刺激与客观的程序本身的结合,其出产的结果也是真实、正当的。真诚则体现在社会机器人表现出来真正的“我”,不具有人格特征的社会机器人必然表现出来的是程序的自然输出结果,任何对程序进行的修改,都会阻碍社会机器人的其他方面的表现。而意义主要体现在人类这一方,对于人类来说,与社会机器人的交往体现满足人们的需要上,这种需要包括精神和物质的多个维度的需要,随着神经网络算法带来的自主学习能力、材料科学和工程技术方面的进步使得社会机器人带来更有意义的内容。
4 机器人如何改变传媒业
凯文·凯利在《必然》中提出,这不是一场人类和机器人之间的竞赛,而是一场机器人参与的竞赛。让机器人代替我们从事现在的工作,让我们在它们的帮助下去构想有意义的新工作吧。
随着自主学习、情感计算的进步,机器人新闻将会跳脱出常规性、重复性主题的新闻,不限于结构化、精确的数据,而是生成更复杂、叙述细致、更值得信任的主题报道。德国慕尼黑大学进行一项算法新闻研究,从流行的德国新闻出版物里选取体育及财经两则报道,并通过机器人算法生成相同主题报道交给读者阅读评分,由算法生成的新闻在可信度、易读性、新闻专业性、精准性方面得分更高。
其次,在危险、艰难的事件面前,救援机器人、无人机等将能代替记者进入人类无法轻易进入的区域,为我们拓展新闻报道的深度和范围。
零售业正因物联网普及迎来“程序化购买”转变,如快没有了咖啡的咖啡机能自动进行续存订购,快到使用期限的轮胎能自动将预约订购的信息发给轮胎商,新闻业也将迎来“程序化个性化新闻生产”。思科最新报告显示,到2020年全球将有200亿台联网设备,将对新闻的生产、分发带来巨大变化,机器人利用无处不在的联网传感器搜集实时数据,个人健康、出行、医疗、购买偏好、个人经历、兴趣爱好等数据将会使得新闻生产更加个性精准,提供健康咨询、理财、定制旅游等个人化新闻。
未来的传媒业一定是人机融合的模式,机器人根据数据异常发现新闻并呈现相关资料,记者进行深入分析,采访关键行动者,挖掘背后的意义以丰富故事。
F9会帮助你做很多很多的家务。按一下红色按钮，它就会帮助你做饭，做出的都是皇宫里的美味佳肴。按一下蓝色按钮，它的腹部就会打开，只要把脏衣服放进去，3秒钟后，你的衣服就干干净净而且被熨平叠好了！按一下绿色按钮，它就成了你的购物机。你只要插入购物卡，输入密码和所需购的商品，商品会立即出现在你的面前，而且你的购物卡上已被划掉相应的钱。
F9在你出远门时也会派上用场。单人旅行时，只要系上f9的“安全带”，再输入你要去的地名，按一下白色按钮，它就会直接送你所要去的地方；多人旅行时，只要按一下黑色按钮，它就会变成一辆汽车，最多可容纳三十人！速度也在每小时三百千米以上！而且，你只要输入目的地，它就会自动启动，不用你驾驶。还可以自动避免车祸，在紧急情况下，它还会自动变成飞机、气垫船……
F9还可以陪你学习、娱乐……
人工智能也在一步步的超越人类。世界一流棋手李世石，柯洁接连败给了阿尔法――一个只有着电线主板和一条机械手的机器。据传创造阿尔法的程序员甚至连围棋规则都不知晓，仅仅是把1万多条数据导入了机器中而已。借助于算法与无休止的高速运算处理，机器在这个大数据时代已经占据了一席之地。人工智能在许多领域已可以代替人类了。
人工智能像人一样思考是合理的，但人类像计算机一样思考，就很值得担心了，苹果公司总裁库克如是说道。的确，如果人类像计算机一样思考，这个世界将变得可怕。价值观与同情心的丧失将成为人类做事罔顾后果的缘由。一个凡事只有，且必须得出是非对错的社会，是令人恐惧的。这个世界真会如库克所担心的那样吗?
人工智能的发展，就一定会使得人类变得像计算机一样思考，从而丧失价值观与同情心吗?我看不然。人有信念，人有意志，人有情感，人有着除了是非对错以外的判断，人终究还是人。如库克所忧，如电影《天网》中所演，仅仅只存在念想中而已。
素以铁腕著称的任正非在去年的乌镇互联网大会上提出，“机器是服务于人的，一是一二是二的对错判断不应成为人的价值观。我们有着文明的传承与情怀，我们是人。”不错，我们是人，我们有着机器与人工智能所没有的情怀。万里的长城，客家人的好客，四川的`麻辣火锅，天山南北的维吾尔舞，这些是人工智能不曾拥有也不会拥有的。我们坚守着人类文明的传承，就不会变得像计算机一样思考。
诺贝尔生物医学奖得主屠呦呦院士在研发青蒿素时利用计算机统计大量实验数据，但他坚决不使用大数据分析试验数据。屠老说过，计算机是个呆板的大家伙，用它分析数据，只会得到无用的结论。是啊，计算速度快又如何?人有着大脑，有思想，这是人工智能不曾拥有，也不会拥有的。人们会思考，会从茫茫信息源中找到蛛丝马迹的观念加以论证与思辨，去得出符合这个世界的客观规律。人是有思考的，我们坚持着思考与探究真理的意念，就不会沦为计算机那样呆板。
前些日子一个程序员小伙在长江大桥下救起一位轻生的女子。记者采访他时，他很平淡地说：“救人时并没有多想，心里想着应该做。时光苦短，何苦轻生。”人之初，性本善，我们有着人应有的良知与价值观。同情弱者，是潜意识中便存在的人的情感，有价值认识，那是机器与人工智能不曾拥有也不会拥有的。人有价值的认知，我们坚持正确的价值观，坚守人最本真的情感与良知，就不会变得像纸张之那样冰冷。
中小学机器人竞赛推动了机器人教育的发展
在机器人竞赛全面普及过程中, 其比赛项目也从专业的技术性比赛向教育意义、应用交流、兴趣爱好、专业技术等多元化发展, 机器人比赛项目的形式、数量也向各个层次拓展。目前, 不仅有机器人灭火比赛、机器人救援比赛、机器人足球比赛、机器人舞蹈比赛、机器人现场DIY竞赛、机器人擂台赛、机器人排雷比赛, 而且还出现了一些新的机器人比赛项目, 如机器人走迷宫比赛、机器人爬楼梯、机器人走线、机器人篮球、机器人搬运等。
正是由于智能机器人综合了机械、电子、传感技术、计算机及人工智能领域的各种最新成果, 并具有非常高的趣味性, 因此, 针对智能机器人的制作、演练、竞技方面的比赛吸引了全世界上千万学生、学者及社会群体的目光, 得到了政府有关部门的重视。越来越多的教育专家、学校领导认识到, 普及机器人教育将越来越成为促进教育创新的一个战略性手段, 机器人事业和教育事业同时面临跨越式发展的极好机遇, 它将在文化的融合、精神的建构中持续发展, 逐步进入课堂, 融入整个教育领域。引进机器人教育必将给信息技术课程增添新的活力, 智能机器人会成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。
目前我国机器人竞赛已在全国范围内开始推广, 对揭示机器人的神秘面纱、发掘机器人的教育价值、普及机器人文化起了极大的推动作用。虽然机器人竞赛的参赛人数逐年增加, 但能将机器人竞赛融入新课程改革和学生、教师、学校发展规划的案例不多。因此, 关注机器人的教育教学应用是我们下一步的工作重点。
机器人的教育价值分析
关于机器人的教育功能, 关键在于在实践中发现并完善新事物。要在机器学方面有专长, 学生必须能够解决数学、物理、逻辑、机械、电子和软件编程等方面的难题。参与这一赛事将要付出艰苦的努力, 要依靠学生主动认知、学习并且用自己独特的方法解决难题。以机器人竞赛为载体的机器人教育将使这一课程的内涵变得更丰富, 更加突出情感、态度、价值观的三个要素。
与传统的以知识传授和技能培养为目标的课程不同, 机器人竞赛从机器人项目的设计、制作、调试到参赛, 具有实践性强、探索性强和综合性强的特点。学生不仅要动脑子思考, 而且要用眼睛看, 用耳朵听, 用嘴说话, 用手操作, 即调动各种感官去亲身经历, 用自己的心灵去感悟。这不仅是理解知识的需要, 更是激发学生生命活力、促进学生成长的需要。
机器人竞赛不仅能全面培养学生的动手能力、合作能力、综合运用知识的能力、创造能力以及克服困难的能力, 更可以考验和锤炼他们承受挫折、挑战自我的能力。比赛中有许多不确定因素, 就像现实生活一样, 数月的辛劳和努力也许就因一时的判断失误而一无所获, 因此就有了大批的失败者, 同时也有了新的前进目标。承受挫折、挑战自我、永不言败的精神建构了机器人竞赛的教育价值。
另外, 机器人竞赛区别于其他比赛的特点还在于它的团队工作特性, 设计、制作、调试都离不开精诚合作。
如何健康地开启机器人教育
1.坚持以人为本的发展理念
新一轮课程改革强调要实现我国中小学课程从学科本位、知识本位向关注每一个学生发展的历史转变, 强调要形成学生积极主动的学习态度, 关注学生的学习兴趣, 倡导学生主动参与, 培养学生的创新精神与实践能力。融计算机软硬件技术、通信技术、网络技术、传感技术、自动化技术、人工智能等为一体的机器人教育, 能为学生提供一个培养动手能力、创造力、综合能力、协作精神、进取精神的独特的学习发展平台, 很快就在基础教育领域找到发展的切入点, 机器人教育使长期束缚于书本、课堂、考试之中的中小学生, 获得探索学习过程的体验。
2.教师队伍的建设是机器人教育可持续发展的瓶颈
就像信息技术的应用不会自然而然地创造教育奇迹一样, 智能机器人的教育应用也不会轻而易举地带来教育的春天。教师是教育改革和发展实践的主体, 如果没有教师的教学和研究活动, 精神的建构和文化的创造就无法实现。机器人的教育功能是通过教师的创造性劳动来体现的, 这对教师的专业发展提出了新的挑战。当前我国能胜任机器人教育的教师还不是很多, 难以满足学校中开展机器人教学的需求, 不利于机器人竞赛在我国的开展。因此, 培养与发展一批合格的机器指导教师, 是实现这一项目可持续发展的前提条件。
3.抓住宗旨, 明确目的
这两个机器人好用是好用，可是他们的电去哪弄？如果拖着一条长长的电线来充，要是被坏人踩到了怎么办？如果拿电池来，就要经常换新电池。这两种方法太麻烦了。
不过这是难不倒我的，只要白天保安机器人有太阳光，晚上机器人有月亮光，就可以时时刻刻在工作了。
饭后，我去倒垃圾，发现每个垃圾桶旁边都配备了一个我发明的机器人――“环保卫士”。这已经是改良后的第三代了，功能比上一代有很大改进。它的外表是浅蓝色的，两条宽宽的履带就是它的脚。履带上面是一个八角形的身子，中间有一个小小的摄像头。身子上方是一个正方形的头，头上有两个圆形的小眼睛，它们在发出声音的时候还可以收缩呢。“环保卫士”的首要功能就是帮助人们垃圾分类。如果有人不清楚某些垃圾如何分类，可以用语音问它。它可以听懂各国语言，所以外国友人也不用担心。还可以把垃圾放在摄像头前面，机器人识别后就会告诉你这是什么垃圾。但如果有人没有正确地进行垃圾分类，就会被它的摄像头拍到，发出警报声。如果多次犯错，它还会通过面部识别技术将这个人识别出来，并将这个人的个人信息通报给物管中心，让物管中心来进行相应处罚。
如果你以为这就是“环保卫士”的全部功能，那你就大错特错了!这款机器人还有非常强大的清洁功能。它的履带下面藏着圆形的刷盘，用来清扫路上的灰尘。它的机械臂可以延长，用来夹取较大的垃圾，例如纸巾、塑料袋、树叶等。它八角形的身体里还储存着清洁剂，遇到特别难打扫的地方会自动取用。有了这些功能，菜市场那些脏乱差的地方就不怕没人打扫了，马路边等危险的地方也可以派它们去，它们还可以全年无休、日夜劳作……
我正欣赏着自己的杰作，有个小女孩拿着一袋垃圾走过来了。她站在垃圾桶前，犹豫着，不知道果皮该往哪个垃圾桶放。我提醒她，把果皮放在机器人的摄像头前。果然，刚放过去，机器人就发出声音“厨余垃圾”。小女孩开心地笑了，我也笑了。识别垃圾对于我发明的机器人来说可是小菜一碟。
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