2018年11月05日 | 腾讯张正友：攻克可进化机器人 6个研究趋势与7大技术突破点

11月2日，机器人及多媒体技术专家、腾讯Robotics X实验室主任张正友博士，在2018年腾讯全球合作伙伴大会的人工智能分论坛上，展示了腾讯在机器人领域的思考。包括：

腾讯将人工智能（AI）、机器人（RoBotics）和量子计算（Quantum Computing）作为全新ABC组合。

人机共生的未来，是机器通过感知-行动-规划-学习范式，从自动走向自主，成为可进化的机器人的未来。

目前机器人本体研究存在六大趋势，分别为仿生化、灵巧操控、精准触觉、多机器人协同、人机交互和医疗辅助等。

腾讯Robotics X的主要任务是攻克A到G的7大技术突破点：一是攻克“ABC”基础能力，即人工智能（AI）、机器人本体（Body）与自动控制（Control）；二是探索“DEFG”机器智能，包括进化学习（Developmental Learning）、情感理解与拟人（EQ）、灵活操控（Flexible Manipulation）等能力，最终实现成为人类守护天使（Guardian Angel）的终极目标。

让AI+机器人做“数字化助手”标配

活动前一天，腾讯高级执行副总裁汤道生在大会上发布了腾讯新一轮架构调整后，扎根消费互联网、拥抱产业互联网的战略路线图。而在前沿科技如何助力“两张网”的发展上，机器人是腾讯的重要布局。腾讯副总裁姚星认为：“腾讯将立足脚下，利用好人工智能（AI）、大数据（Big Data）和云计算（Cloud Computing），即ABC科技，构建新型基础设施，做‘数字化助手’的标配，形成科技创新与产业应用相互促进的良性循环，这在医疗、安防、零售、交通与娱乐行业已经有所体现。同时，腾讯也将放眼未来，在核心技术上推进前沿、原创和开放性的基础研究，并在关键性技术上前瞻性布局，比如人工智能（AI）、机器人（RoBotics）和量子计算（Quantum Computing）的全新ABC组合，从现在开始思考下一代标配的组成。”AI+机器人的“双基础”布局，将有利于真正连接虚拟与现实世界，从而真正达到腾讯所致力于攻克的终极难题——通用人工智能（AGI），让机器具有真正的人类智能。

人机共生时代即将来临

计算能力的演进，从最早的大型计算机、到PC个人电脑和智能手机的普及，再到可穿戴和陪伴设备的兴起，是从固定的时间、地点和程序，到无时无刻、无处不在和无微不至的个性化的过程。而Sensor（传感器）也在体积、重量和功能上不断进化，手机上的摄像头、麦克风、GPS定位系统等，有很大潜能还未被开发。如果把传感器从手里、口袋中解放出来，下一代机器人的雏形也随之浮现而出。这都导致了一个必然的结果：人机共存、共创和共赢的时代即将来临。

机器人的现在与未来

机器人由六大部分组成：本体、运动执行器、动力系统、感知、交互和决策系统。

机器人6个组成部分

以往的工业机器人强调自动化，就是在已知环境里，完成精确控制、事先编程和重复性一系列动作，而现在逐渐走向在不确定环境中，自学习、自适应与自演化的自主型机器人。

反应式与有意识的自主

自主分为两类：踢到了石头，还能保持平衡，叫“反应式自主”；遇到障碍物有意识地避开，比如机械狗遇到门，会去规划一个“开门”动作，就是“有意识的自主”。

自主如何实现，张博士提出了“SLAP打耳光理论”：

SLAP范式

第一步，让感知（Sense）和行动（Act）相连，先得到反应式自主。在上层规划后，做到长期自主去规划（Plan），就是有意识的自主。

第二步，整个过程中，机器人还需要不断学习（Learn），在学习中与外界交互，与自身交互，让机器能力越来越强。这个SLAP范式，在英文里也有打耳光的意思，这就是它名字的由来。

当机器人进过SLAP范式进化后，智能化程度变高，就有丰富的应用场景，从操作复杂工艺，到陪伴和护理儿童与老年人，到更复杂的人机合作。

机器人本体研究六大趋势

腾讯Robotics X在大量调研后发现，目前全球机器人的本体研究上有以下六大方向与趋势：

仿生化：如蛇形机器人，让机器人能适应复杂工作环境；

灵活操控：实现灵活准确的抓取和操控，才能做更有用、更复杂的运动；

触觉技术：机器人需要实时反馈、精确的感知操控反馈，才能得到更有效的自主；

多机器人协同：机器人之间要避免碰撞，高效协调机器人间协作；

人机交互：机器人与人要能达到非常自然的情感交流和安全的交互；

医疗辅助：机器要能增强人的体能，帮助残障人士重获生活便利。

ABCDEFG：智能机器人时代七大技术突破点

机器人由自动走向自主、人机共生成为大势的“智能机器人”时代，公司应该着力于哪些突破点？张博士提出A-G7大技术突破点理论：首先是攻克ABC基础能力——人工智能（AI）、机器人本体（Body）与自动控制（Control）能力；其次要继续探索代表机器人智能趋势的D到G能力——进化学习（Developmental Learning）、情感理解与拟人（EQ）、灵活操控（Flexible Manipulation）；最后，实现成为人类守护天使（Guardian Angel）的终极目标。

Robotics X主攻技术突破点

ABC：机器人的基础能力

ABC代表了机器人的基础能力，包括：AI人工智能，代表机器人必须要能看、听、说、思考；Body本体：机器人本体至关重要，且不同的本体代表不同技术；最后是Control控制力。

攻克ABC 机器人的基础能力

我们最近为新开放的腾讯总部展厅，做了几个小Demo，包括围棋AI机器人绝艺、桌上冰球机器人和机器狗Jamoca。

完美机器人是什么样的？

那在ABC的基础上，一般大家会问，完美的机器人本体（Body）是什么样的？

很多人认为人形机器人将是终极目标，我持有不同看法：人会有直立双足，是经过几百万年在荒野生存而演化出来的。但目前的环境，大部分是平面，加上楼梯、电梯、稍微不平的地面，与此前的荒野有了很大不同。因而，现代化的最佳本体，我觉得不止“人形”一个标准答案。

我觉得评判ABC的标准，就跟人类相似：力、巧、快、准、美。

对ABC的评估标准

D到G：探索机器人的智能与进化

探索D-G机器人的智能

进化学习Developmental Learning：如SLAP范式所提，机器人要不断学习才能提升能力。

情感EQ：机器要对人深入了解，才能做出适当回应。机器也要有合适的表现方式，让人能理解机器要做的事情。

灵活操控Flexible manipulation：机器人要有精准灵活的操控执行，才能做有用的事。钢盔铁甲看起来很有力，但在人机共存时，可能会给人带来伤害。我们要考虑如何设计柔性机械臂，加上很多的传感器。

守护天使Guardian Angel：机器人要全方位的来保护人类，所以他不应该是一个孤立的个体，应该和智能的环境结合，还要和云结合，只有把这些东西作为同一个整体，才能保护人类。

进化学习（Developmental Learning）的意义

屏幕上的机器人是仿照4岁小孩制作的机器人，我们此前将他用来作可进化机器人的研究。小孩从一出生就和父母，和周围环境不断交互探索。有时小孩故意把东西扔在地上听声音，这些交互会让小孩学习社会能力、机械能力和交互能力。但目前机器人完全不是这样学习，而都是预先设计和编程好。如果机器人用深度学习去学一个技能，机器人只能按照编程行动，目前还不能通过和外界交互得到越来越强的能力，所以我们研究一个方向是要让机器人可进化，发育，通过和外界交互使得它的能力越来越强。

可进化的机器人

腾讯Robotics X的未来

在最后，我们希望与学界和行业开放合作，共同创建人机共存、共创、共赢的未来。这个使命包括四个部分：增强人的智力，发挥人类体能潜力、关怀人的情感，最后通过人机协作，完成人类所需任务。