今日世界科技術創新的發明層出不窮,從谷歌的無人自駕汽車和本田的仿人機械人 ASIMO 看,人類社會正在一步一步邁進科幻成真的仿生機械人年代。
自2010年谷歌研製無人汽車自駕系統以來,自駕車至今在街道及公路上已完成了超過30萬哩安全而高效的自駕車程。谷歌的自駛車是由一個包括雷達、雷射雷達(Lidar)、全球定位系統(GPS)及電腦視像的導駕系統所操控,此系統能演繹由視像鏡頭錄取的感官資訊,從而確定適當的導駕路徑,障礙及有關指示牌,再透過綜合電腦系統把資訊輸入汽車的駕駛機械系統內,就如人類司機透過大腦官感反應來駕駛汽車一樣,是一套真正的自動化仿生機械。預料在未來五至十年間,自駕車將會出現在大城市的街道上,與普通汽車並駕齊驅。屆時,我們已開始生活在仿生機械人年代。
近十年間,仿生機械人的研發突飛猛進,讓我們看看近年一些快將商品化的科研成果,就知仿生機械人年代的來臨不遠矣!就先以多年前面世的本田仿生機械人 ASIMO 為例,與谷歌的自駕車相比,在自動化仿生機械技術上,ASIMO 的成就其實不遑多讓。
本田仿生機械人 ASIMO
ASIMO 本田工程師花了20多年持續研究,經過不斷試驗而獲得的驕人成果。這個身高若四尺童蒙的仿人機械人可以行走在不平的路面和斜坡、順利轉身、爬樓梯,和把握和傳遞物件,而最令人讚歎的是,它還可以理解人類語言,並對簡單的語音命令作出反應。ASIMO 甚至能識別一組選定的個人臉譜,其電腦眼睛能掃描周圍環境和錄影固定物件;在移動時,它能自然避開路障。在將來發展上,ASIMO 可以作為視障失聰及殘障人士的替代視聽官感和活動肢體,或協助不良與行的長者及病者重獲隨意行動的自由。事實上,由 ASIMO 衍生出來的專門技術,使本田公司能為一些腿部肌肉削弱但仍能走路殘障人士設計了一套跨步管理系統,利用一組電機在消費者前後移動時提高其大腿,從而延長其步幅,使之易於以更高速度涵蓋更長的距離。
在近代自動化機械的發展史上,無人自駛車和仿人機械人無疑是標誌仿生機械年代快將來臨的一道重大里程碑。曾幾何時,人們想像中的仿人機械人不外是科幻小說的角色而已。事實是,早期機械人大都是笨重的機器,除蠻力外,與一般舉重機並無異。這類以液壓為動力的機械人主要用於執行單調、污染和危險的任務。但自80年代以後,機械人已從液壓動力過渡為電動的機器,其運作靈活度和性能都較前改進得多。
新一代的仿生機械人
當今新一代的機械人更加先進和複雜,在工商業上的應用亦日見廣泛。這些先進的機械人有更大移動性、靈巧度、靈活性及適應性,以及具有與人協作的學習能力,因而大大擴展其潛在應用範圍。它們有高清晰度機器視覺系統和先進的圖像識別軟件,使之能夠準確地操作物件的微妙的位置以及在一堆物件內辨認某一部分。這類仿生機械人由精密的電機和制動器所驅動,使之能夠更快和更準確地移動,另一些則由更輕軟的材料製成,配以衣物,行動起來更像真人。
結合人工智能技術的進步及先進感應器,部分先進的仿生機械人甚至有可能做出複雜的判斷,並了解如何在不確定情況下執行任務。未來10至20年,先進的仿生機械人可能自我糾正錯誤,從事生產品質和可靠性更高的物品。這些機械人能對路障作出快速反應,及擁有基本的仿人「意識」,使它們能夠更安全地與人合作。許多先進機械人也可以互相溝通和在同一任務上協作。最近,一些設計得精巧的和售格低廉的先進仿生機械人,也具有與團隊協作的能力。這類仿生機械人最終可用於搜索和救援行動等危險任務。