毫无疑问,未来的机器人会越来越智能化,它们将改变社会,成为智能家居、智慧城市和智能产业不可或缺的一部分。未来,人工智能技术和机器人技术的应用领域主要包括:
智能汽车:国家发改委给出的权威定义是指通过搭载先进传感器、控制器、执行器等装置,运用信息通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等新技术,具有部分或完全自动驾驶功能,由单纯交通运输工具逐步向智能移动空间转变的新一代汽车。智能汽车通常也被称为智能网联汽车、自动驾驶汽车、无人驾驶汽车等。智能汽车大大提高了传统汽车的自主水平,使行车更舒适、更安全高效,减少交通拥堵,大幅度缩短旅程时间。
智能仿生设备:随着人口老龄化趋势的加快,仿生技术和仿生设备也在迅速发展。例如,外骨骼和脑机接口(Brain-Computer interface,BCI),这种接口通过使用遍布于脑部的电极传感器来接收大脑发出的驱动肢体去完成某个动作的神经信号,再把这些神经信号转化成数字信号控制外骨骼运动。与此同时,外骨骼再把运动信号(如触感等信号)反馈给大脑。经过不断的训练,人脑就可以通过想象去控制外骨骼甚至其他机械,从而帮助行动有障碍的老人更方便地独立生活。
手术机器人:这是一种轻量级的机器人手术辅助系统,外科医生并不直接操作手术器械,而是通过直接遥控操纵器或是通过远程操纵器来控制机器人手臂及其末端执行器对患者执行实际手术。它能够克服先前微创外科手术存在的局限性,提高外科医生的技能,消除震颤,并在精细组织上使用微尺度力量,远远超出人类的精确度。与此同时,手术机器人的另一个优点是外科医生可以不在手术现场,甚至可以在世界的其他地方进行远程手术。
核退役机器人:在世界各地运行的几百个核反应堆中,有一半以上已经达到或即将达到其使用寿命,这些核设施的退役和清理已成为一项具有较高挑战性的任务。因此,核退役机器人必须具备精确的测绘和导航能力,能够通过学习适应高辐射环境,不断完善视觉引导的抓取、操纵和切割等功能,从而更高效地完成核退役、核废料处理和现场监测等任务。
海洋机器人:将智能机器人技术应用于海洋机器人方面也有着巨大的潜力。它可以广泛用于海岸线监测、实时采集海水温度、含盐度、pH值等,帮助人们了解和掌握近海的环境污染情况。利用声呐图像感应器,机器人还可以检测到靠近海岸的鲨鱼,即时报警。
我们知道,海底富含稀有金属,如铂、钴等。到目前为止,这些海洋矿产资源都没有得到足够的开发。因此,海洋机器人可用于深海探测和深海采矿,还能用于检查和维护海底的基础设施。例如,石油钻塔周围的管道安全、海底电缆的维护等。同时,海洋巡视、情报侦察也是海洋机器人的“拿手好戏”。它们可以实时收集水中和水上的情报,并将采集到的信息传递给母舰。装有扫雷设备的海洋机器人甚至还可以在水下搜索和排除,甚至引爆水雷。(www.xing528.com)
太空探索机器人:太空环境非常特殊,在那里宇航员随时会面临各种严峻的挑战。有了智能机器人的助力,宇航员完成太空任务的难度将大幅度下降。在空间站,智能机器人会倾听并回答宇航员提出的问题,为宇航员提供有用的信息,还可以与宇航员进行社交互动,减轻宇航员的工作压力。同时,智能机器人还能协助宇航员出色地完成舱外任务,降低宇航员出舱的风险。除此之外,那些系统稳定、工程处理能力强、自主性强的太空探索机器人还可以从遥远的毗邻星球把探测收集到的珍贵科学数据带回地球。由此可见,人工智能技术、机器人技术也将成为未来太空探索的关键因素。
智能农场:机器人可以帮助农业产业解决长期存在的劳动力短缺问题,播种、灌溉等基本作业都可以由机器人和智能管理系统来完成。如果在暖棚内种植,系统还可以根据传感器探测到的棚内温度、湿度、二氧化碳及光照强度,自动调节适合农作物生长发育的理想环境。这样,不仅能提高能源利用率,减少化肥和农药的使用,还能使土地得到更有效的利用,减少对环境的污染。
不仅是种植业,人工智能技术在牲畜养殖方面也能得到很好的应用。例如,可以通过悬挂在牲畜颈部的信号机确定其所在位置,系统只需向信号机发出指令,农场主就可以足不出户完成放牧。此外,植入在牲畜身体中的智能芯片还能实时检测牲畜的体温和每天的运动量,通过数据智能分析,及时对疾病、疫情等异常情况发出预警。
智慧城市:随着PC时代和移动时代对各种先进技术的不断累积,AI时代的到来已成必然。它将把每个人、每个家庭、每个组织、每个城市带入万物互联的智能世界。我们可以将智慧城市想象成一个有机生命体,整个城市分布着神经网络,从城市大脑到末梢神经,各种先进的技术应用手段,整合优化着城市的各种资源。各种智能机器人也将与未来智慧城市融为一体,它们平稳运行,提供并维护服务和公用事业,保障运输和物流,不停地改善着城市的状况。
人工智能和机器人技术带来的这场信息知识产业的革命与以往的农业革命和工业革命最大的不同之处就在于它们日新月异的发展速度。这将意味着,过去我们可以花上一百年甚至更长时间,让好几代人去慢慢适应的巨大变化,现在需要一两代人就得适应这样的转变,面对这样的挑战。因此,了解和掌握前沿技术,并源源不断地培养出合格的人才已经迫在眉睫,刻不容缓。
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