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以假乱真的机器美人  

2006-06-16 16:53:17|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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藤井雅子和她的拟人机器人复制品合影。机器人由石黑浩实验室和
可可洛(Kokoro)公司为2005年爱知县世博会研制的。
 
撰文  蒂姆·霍尔尼亚克 (TimHornyak)
 
 在日本爱知县举办的2005年世界博览会上,展出了日本各地实验室选送的机器人。参展的人形机器人大小不一、外形各异:它们或靠轮子滚动,或靠双腿走动,有的看起来就像可爱的小洋娃娃,有的又像奇异的机械武士。但不管怎样,人们一眼就能看出这些是机器人。其中只有一个机器人例外:她有着丰润的嘴唇,光彩亮泽的头发。眼波流转,顾盼生辉。她身着鲜艳的粉红运动夹克和灰色休闲裤,规规矩矩地端坐在板凳上,双手交叉置于膝上。站在几米开外乍一看,这个叫ReplieeQ1expo的机器人,宛若一位30多岁的女人——事实上,它的原型也正是一位30多岁的女性。

   在许多人看来,Repliee不仅仅是具有一些人类特点的机器人,而是真正意义上的拟人机器人——它栩栩如生,看起来与真人毫无二致。令日本人感到自豪的是,他们拥有世界上最先进的机器人,本田公司的阿西莫(Asimo)和其他两足机器人就是个中翘楚。随着人口不断减少和社会老龄化,劳动力日趋不足,人们期望机器人最终能够为人类工作。但是为什么要研制有色硅胶皮肤、动作自然流畅,甚至还要化妆的机器人呢?对Repliee的研制者石黑浩来说,答案很简单:“拟人机器人科学。”

   作为日本大阪大学智能机器人技术实验室(Osaka University's IntelligentRoboticsLaboratory)主任,石黑浩有着一头蓬乱的乌发,高耸的前额上皱纹密布,双眼炯炯有神——就像随时随地要射出激光束一样。为什么要把机器人造得具有人形和双足呢?除了让它们能够在人类的建筑物环境下工作(如楼梯)之外,石黑浩还认为,人们在面对酷似人类的机器人时,会作出较真实的反应。因此拟人机器人能与人类进行最为自然的交流。“要机器人和人类保持良好的关系,外表十分重要,”42岁的石黑浩说,“机器人,尤其拟人机器人,是信息媒体。它们未来的主要作用是与人们自然地互动。”

   石黑浩家住京都附近,是一个典型的玩着机器人模型玩具长大的日本孩子。孩提时代的他,对关于生活哲学问题的痴迷却甚于发明机器人。因为有轻微色盲,他不得不放弃了当一名油画家的愿望。而把兴趣转移到计算机和机器人上。他在山梨大学(UniversityofYamanashi)读书时,就研制出一台导盲机器人,后来,他设计的人形机器人Robovie的工作原理,在日本三菱重工的新型家庭通信机器人若丸(Wakamaru)的设计中被采纳。石黑浩喜欢系列片“星际迷航”(StarTrekfranchise)中的拟人机器人达塔(Data),他视机器人为进一步了解人类自己的理想工具。

   为了成功地模仿人类的神情和行为,石黑浩将机器人技术和认知科学结合起来。同样地,认知科学也可以把机器人作为试验平台,来研究人类的感知能力、交流能力及其他才能。黑田浩所说的拟人机器人科学就是这样一门建立在许多“他山之石”上的新兴学科。在2005年的论文中,黑田浩与其合作者这样解释拟人机器人科学:“要使拟人机器人与人类相像,我们必须从认知科学、行为科学和神经科学入手来研究人类活动;而要评估人类活动,在拟人机器人中就要运用支持人类活动的方法。”

   石黑浩制造拟人机器人的一个主要策略就是,以真人为原型。四年前,他就以自己4岁的女儿为原型开始了研究,他根据女儿的体形制造了一个简单的拟人机器人,但是由于驱动装置太少,导致机器人动作僵硬不自然。石黑浩又与东京的机器人制造商可可洛公司(Kokoro)一起,用形状记忆硅胶和石膏铸模制作出Repliee,Repliee的原型同样是个真人——日本卫视的新闻女主播藤井雅子(AyakoFujii)。5毫米厚硅胶和聚氨酯是她柔柔滑滑的皮肤,色泽自然,金属构成了她的骨架。穿上衣服、戴上假发、涂上口红后,这个机器人几乎和藤井雅子一模一样。

   不过,外表像人只是拟人的一个方面。为了使Repliee上身的动作流畅自然,石黑浩给它安装了42个能安静运行的小型伺服驱动装置。因为是由一台电冰箱大小的外部空气压缩机为驱动装置提供动力,所以机器人不能自由移动。石黑浩还拆去了人形机器人的大部分控制元件和传感器。只用地板传感器跟踪人的移动,录像机探测人的面容和姿势,麦克风接收人的讲话。效果同样好得惊人。“我是为研究人类与机器人的自然沟通而研制的,”Repliee用事先录制的日语温柔地说,在对压电皮肤传感器接收到的触摸作出即时响应时,它会举起自己的手臂。

   拟人机器人有可能让人们感到别扭。石黑浩的合作者——港隆史(TakashiMinato)说:“因为拟人机器人的外表与人类的外表非常相似,二者在动作和反应方面的任何细微差别,都会使它看起来极为古怪。”对机器人产生消极的情感反应被称为“诡异之谷”(UncannyValley),这一术语是日本机器人专家森政弘(MasahiroMori)于1970年首次提出的。不过,Repliee已经非常逼真,部分原因是由于它并非一顿一顿地,而是自然地移动。

.......(见《环球科学》)
 
 
                                          

更多精彩内容请见:《环球科学》第六期

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