工廠取代手工作坊,機器代替手工勞動,這是工業革命的一般標志。隨著機器人技術的進步,未來完全取代人工勞動也并非不可能。這是不是意味著新的工業革命就要到來?
蒸汽機、電力、信息技術,在過去的兩個多世紀里,分別掀起了一次工業革命。這三次革命徹底地改變了世界,使我們從跑馬拉糞的古代生活,來到如今的現代化世界。在政治學的教科書中,說起工業革命,往往伴隨著這樣的描述:工業革命使工廠取代了手工作坊,機器代替了手工勞動。然而當我們仔細觀察現在大多數工廠的生產方式,就不難發現,即使在機械化程度非常高的工廠,仍然需要大量的工人來操縱這些機器,進行加工作業。機器真的“代替”了手工勞動嗎?我想答案并非那么肯定。這里面一個重要的原因,就是機器缺乏智能。機器可以在特定的條件下,重復完成同一套動作,但是一旦條件改變,機器很可能就傻掉了,如果突發意外事件,機器就更不知該如何處理(想想汽車就知道了)。因此,機器“代替”手工勞動的理想,還有待于進一步實現。從最近幾年來看,這樣的生產力革命似乎就要發生了,而這次革命的主角,就是機器人。
人類文化對機器人的感情比較復雜,只需要《終結者》一部影片就很能說明問題:人類文明幾乎被機器人毀滅了,可卻同樣需要機器人來幫忙扳回局面。對于機器人,不論我們怎么猜測、懷疑和期待,事實都不能否認:它們離我們越來越近了。
談到機器人,公眾首先想到的往往是類似變形金剛那樣的人形機器,但實際上,絕大多數機器人都不是人形的。凡是工作流程可以被概括為“感知-決策-執行”三個步驟的機器設備,都可以被歸為機器人的范疇。比如空調,空調可以感受當前的溫度,如果當前溫度低于設定的溫度,那就停止制冷;反之,如果當前溫度高于設定溫度,那就開始制冷。
不過我們在這里想要講的機器人能做的事情可比空調多一些。機器人的發展,取決于三方面的技術。首先,機器人的感知功能依靠傳感器,傳感器是把外界各類信息轉換成電信號的一類部件。有了溫度傳感器,空調才能感知當前的溫度;有了數字攝像頭,自動駕駛汽車才能看到前方的路況。傳感器技術越發達,機器可以感知的環境信息就越豐富、越準確。第二,機器人的決策功能,建立于人工智能技術之上。近年來人工智能的發展比較緩慢,人們仍然對智能和思維的本質知之甚少。但是對于工業用途的機器人來說,目前已經有相當成熟的人工智能技術,可以滿足一定復雜度的決策需要,這一點我們會在后面的例子中看到。第三,機器人執行動作,依靠自控技術,這一點經過多年不懈的發展,我們也已經有了足夠的技術積累。數控車床就是一個很明顯的例子,機器的運動精度完全可以在大多數應用中達到我們的需要。
那么機器人技術目前的現狀如何呢?我們可以看看著名的IT企業Google公司。Google向來以互聯網業務見長,現在為了大力扶持Android手機系統,也建立了自己的手機生產線,涉足硬件制造。Google的NexusQ就是全部由自家制造,然而整個制造過程都是無人參與的,全部由機器人生產線一條龍完成。Google憑借機器人生產線,以一個毫無經驗的互聯網企業,一舉殺入傳統制造行業,而且搞得有聲有色。據悉,Google正準備推出的虛擬成像眼鏡,也是由Google自家的機器人生產線制造,不需要工人參與。
除了Google這種壯觀的全程機器人流水線,在更廣泛的工業領域中,機器人技術也已經足夠成熟。尤其是在高速分揀、點焊、噴涂、砌筑、碼垛、穿孔等動作相對簡單的作業中,弧焊機器人、電焊機器人、噴涂機器人、碼垛機器人、搬運機器人、裝配機器人、坐標機器人、無人搬運車(AGV)、澆鑄機器人、切割機器人、噴涂機器人、非標機器人已經成了唾手可得的先進生產力。例如,機器人可以把很多根線穿過很多個幾乎看不見的小孔,這件工作如果由人類完成則非常吃力,但是機器不但能輕而易舉地完成,而且可以達到驚人的速度(需要加裝安全護欄,避免人員被飛速移動的機械臂誤傷)。機器人除了成本低、生產效率奇高之外,還有另外一個巨大的優勢,那就是能夠在高危生產和作業過程中,控制風險成本。舉一個最明顯的例子,就是開煤礦。礦難是一個非常嚴重的社會問題,甚至已經上升為政治問題,一次嚴重的礦難,甚至可以使一個小型煤礦企業破產。而礦下的工作,卻幾乎是機械式的工作,以目前機器人技術的發展情況來看,完全有可能由機器人來擔任礦工。機器人礦工可以24小時無休止工作,而且一旦發生意外,損失的也只是機器,而不是人的生命。這是一個非常值得注意的問題,也是機器人技術的發展初衷之一。