原標(biāo)題：陳小平：欲與世界一流試比高
從“一窮二白”搞機(jī)器人研究到頭戴桂冠接受世界同行的祝賀，陳小平用了20年。
▲陳小平團(tuán)隊研制的機(jī)器人可佳在合肥國購廣場上崗。
陳小平一直很忙，在外行人看起來“高大上”的機(jī)器人領(lǐng)域里忙碌無比——忙7月中下旬在合肥舉行的2015RoboCup機(jī)器人世界杯及學(xué)術(shù)大會籌備工作；忙7月下旬在阿根廷進(jìn)行的2015世界人工智能聯(lián)合大會機(jī)器人相關(guān)活動的籌備工作；忙自己手頭的一應(yīng)研究……
作為國內(nèi)智能機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，陳小平擁有多重身份：他是中國科技大學(xué)機(jī)器人中心和人工智能中心主任，還擔(dān)任著RoboCup中國委員會主席。今年3月，出現(xiàn)在安徽某商場的云交互導(dǎo)購智能機(jī)器人“可佳”就出自他的團(tuán)隊。2011年，“可佳”在第15屆RoboCup機(jī)器人世界杯比賽中榮獲了亞軍，2014年，“可佳”一舉問鼎冠軍。
從“一窮二白”搞研究到頭戴桂冠接受世界同行的祝賀，陳小平用了20年。
兩個重要的決定
20多年前，陳小平的專業(yè)與機(jī)器人幾乎沒有關(guān)聯(lián)。
“我一開始的專業(yè)是計算理論和計算模型。”陳小平告訴《中國科學(xué)報》記者。上世紀(jì)90年代初，國內(nèi)進(jìn)行機(jī)器人研究的科研人員屈指可數(shù)，而計算理論研究，在那個年代屬于“熱門”。“一段時間之后，我覺得計算模型距離現(xiàn)實應(yīng)用距離太大，所以決定轉(zhuǎn)行，進(jìn)入人工智能領(lǐng)域。”陳小平說。
其時，網(wǎng)絡(luò)在美國剛剛普及，國內(nèi)人尚不知互聯(lián)網(wǎng)為何物，搜索引擎更是聞所未聞，所有關(guān)于人工智能機(jī)器人的資料只能依靠在極少數(shù)幾家圖書館查閱、復(fù)印。“當(dāng)時我們積累大量復(fù)印的資料，但是畢竟印刷品需要時間，我們拿到的資料也不是最新的內(nèi)容。”陳小平對于那段時間依然記憶猶新。
國內(nèi)的機(jī)器人研究摸不著頭腦時，國外的相關(guān)研究卻早在上世紀(jì)50年代就開始了。“因為我們沒有機(jī)器人的硬件，所以提出的理論、算法、程序很難驗證，只能‘摸黑’前進(jìn)。”
1999年，陳小平作為第一作者和通訊作者的論文A logic of intention成為我國大陸在IJCAI（國際人工智能聯(lián)合會議）1999上的唯一論文。在該會議上作報告的陳小平本來帶著一絲沾沾自喜，但是通過和世界同行的交流，他意識到，這篇論文并非一個高峰，而是另一個研究階段的起點。“對比國際上的開創(chuàng)性工作，經(jīng)得起后世檢驗的都是牢牢把握原始應(yīng)用需求的，而不是單純的理論研究。但如何才能把握應(yīng)用需求，對當(dāng)時國內(nèi)的研究者來說，具有極大挑戰(zhàn)性。”陳小平說。他決定，要自己開始做機(jī)器人，讓理論“落地”。
一旦有了想法，陳小平帶領(lǐng)團(tuán)隊就開始實施。但那時他們對機(jī)器人的認(rèn)識只停留在“只有直觀的概念”，從哪里著手還是個問題。“當(dāng)時，為了避免完全‘白手起家’，我們首先選擇了仿真機(jī)器人足球，這樣就不至于完全白手起家。這個課題涉及多智能體合作與對抗，也涉及抽象化的機(jī)器人運動控制和環(huán)境感知。我們一邊深化多智能體研究，一邊學(xué)習(xí)、摸索機(jī)器人運動控制和環(huán)境感知。”
然而，即便是一個需要完成踢球動作的機(jī)器人，也是個基礎(chǔ)的雛形，它沒有四肢，甚至發(fā)出“跑”的指令時，它做出的動作也只是平移而已。而那時，日本索尼公司已經(jīng)做出了當(dāng)時世界最高水平的四足機(jī)器人，俗稱“機(jī)器狗”。“四足機(jī)器人在機(jī)器人控制方面比仿真機(jī)器人復(fù)雜得多，它的每一個四肢都擁有3個關(guān)節(jié)，脖子上還有兩個關(guān)節(jié)。”陳小平說。
索尼公司采取較為開放的合作和推廣策略，以四足機(jī)器人做獎勵，招募全世界的智能機(jī)器人學(xué)科帶頭人參與競賽，以展開國際性合作研究，最終陳小平脫穎而出。這場勝利，讓他們以極低的價格購入了四個“四足機(jī)器人”。
8年磨劍斬世界桂冠
四足機(jī)器人讓陳小平的團(tuán)隊能夠真正接觸到實體機(jī)器人。2000年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊參加了RoboCup機(jī)器人世界杯賽，成為我國第一支通過預(yù)選的隊伍，并一舉進(jìn)入前十名。然而直到2004年，雖然成績有所提高，卻在所有參賽項目上始終沒有進(jìn)入4強(qiáng)。“當(dāng)時，我們幾乎所有成員都想放棄，產(chǎn)生了全面危機(jī)。”陳小平回憶說。
經(jīng)過冷靜的分析，陳小平發(fā)現(xiàn)當(dāng)時來自發(fā)達(dá)國家的參賽選手一般都由一流機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊組成，而來自發(fā)展中國家的大部分是學(xué)生團(tuán)隊，不能形成真正的實力。“后來，我們發(fā)現(xiàn)我們當(dāng)時的主要問題不在于關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，而在于技術(shù)集成存在‘短板’，而歐美強(qiáng)隊在關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成兩方面都很強(qiáng)。因此，我對團(tuán)隊構(gòu)成和工作模式進(jìn)行了全面調(diào)整。”陳小平告訴記者。
經(jīng)過調(diào)整，2005年在大阪機(jī)器人世界杯，陳小平的團(tuán)隊獲得了仿真機(jī)器人賽第二名，在次年德國不萊梅舉行的比賽中更是斬獲冠軍，接著于2007年在美國亞特蘭大又獲得兩項冠軍、一項亞軍，總成績世界第一。“經(jīng)過8年努力，我們終于站到全球最高領(lǐng)獎臺上！”
研產(chǎn)結(jié)合要繼續(xù)
這個冠軍對于陳小平來說，依然不是終點，而是起點。
“我們再次面臨重大抉擇，這也是一種危機(jī)。經(jīng)過一年多思考和內(nèi)部反復(fù)討論，2008年我們決定開展智能服務(wù)機(jī)器人研究，以便繼承和發(fā)揚(yáng)我們在人工智能和自主機(jī)器人兩方面的優(yōu)勢，同時開展服務(wù)機(jī)器人硬件平臺的自主研發(fā)。”陳小平說。
又經(jīng)過6年的持續(xù)努力，陳小平團(tuán)隊自主研發(fā)的“可佳”機(jī)器人獲得了服務(wù)機(jī)器人比賽的世界冠軍，不僅成功打破了美、德、日對本領(lǐng)域的長期壟斷，更為開展服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。
2014年，秀美的“可佳”機(jī)器人，走進(jìn)安徽某大型商場，開始了自己的導(dǎo)購生涯。這是陳小平嘗試機(jī)器人研發(fā)與市場結(jié)合的第一步。“雖然歐美對于機(jī)器人的研究領(lǐng)先于我們，但是我認(rèn)為國內(nèi)對于機(jī)器人的需求更大，而我國則會因為這種巨大的需求量成為機(jī)器人大國。”陳小平表示。
“過去15年，我們致力于打通人工智能和機(jī)器人兩個領(lǐng)域，目前我們的最大愿望是打通智能機(jī)器人科研與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，讓自己的研究成果服務(wù)于國家，服務(wù)于社會大眾。”陳小平說，“同時，從服務(wù)機(jī)器人的大規(guī)模應(yīng)用中凝練新的科學(xué)技術(shù)問題，讓智能機(jī)器人科研獲得根本性升級。我們認(rèn)為，只有從理論到實踐和從實踐到理論兩個方向都走通了，才算打通了科研與應(yīng)用，才能夠使我國智能機(jī)器人事業(yè)像發(fā)達(dá)國家那樣，形成具有自我提升能力的良性循環(huán)。”
對話
人工智能是人類的威脅嗎
《中國科學(xué)報》：一直有科學(xué)家擔(dān)心，人工智能機(jī)器人最終可能會威脅人類。對此說法，你怎么看？
陳小平：歷史上多次出現(xiàn)對新技術(shù)普遍應(yīng)用的恐懼心理，也確實出現(xiàn)了一些人類無法完全掌控的情況（比如計算機(jī)病毒），而且新技術(shù)帶來的巨大風(fēng)險（如核武器）也將長期存在。因此，一方面不能“因噎廢食”，由于擔(dān)心風(fēng)險而坐失發(fā)展良機(jī)；另一方面不能掉以輕心，放棄對風(fēng)險的管控。
從人—機(jī)關(guān)系的角度說，短期內(nèi)人工智能和機(jī)器人都不太可能對人類造成太大的危害。更值得關(guān)注和警惕的是：一部分人利用人工智能和機(jī)器人技術(shù)優(yōu)勢，對另一部分人造成危害或威脅，類似于核武器的情況。所以，從國家安全和世界和平的需要出發(fā)，完全有必要形成某種“技術(shù)平衡”。另一方面，由于國情的特殊性，我國對服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用的社會需求，明顯超過美國等發(fā)達(dá)國家的社會需求。從這兩方面看，我國都有必要加速人工智能和服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)。
《中國科學(xué)報》：如果將人類大腦的復(fù)雜程度設(shè)定為100%，你認(rèn)為目前人工智能機(jī)器人“大腦”可以達(dá)到多少？想要追上人腦還需要多少年？
陳小平：計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科已經(jīng)發(fā)展了多種技術(shù)，比如“表示的復(fù)雜度”、“算法復(fù)雜度”和“計算復(fù)雜性”等，用于嚴(yán)格定義和衡量“機(jī)器復(fù)雜性”。可是，這些衡量標(biāo)準(zhǔn)并不適用于“人腦復(fù)雜性”。反之，目前用于衡量大腦復(fù)雜程度的標(biāo)準(zhǔn)（如果確實有的話），也不適合于機(jī)器。所以，目前我們無法真正合理地比較人腦和機(jī)器的“復(fù)雜程度”。
但是，對于一些具體功能，比如下國際象棋中涉及的“規(guī)劃”和“決策”，機(jī)器已經(jīng)明顯超過了人類。而對于一些具體行為，比如“擰螺絲”，目前機(jī)器與人的差距非常大。所以，機(jī)器和人腦的比較要看具體功能。
對比上述兩方面情況可以看出，只要一個問題能夠建立合適的數(shù)學(xué)模型，機(jī)器往往比人強(qiáng)，反之就不如人。由此可見，人工智能的根本挑戰(zhàn)之一是“自動建模”。一旦機(jī)器具有了這種能力，就會變得非常厲害。另一個辦法是讓機(jī)器繞過“建模”而能完成復(fù)雜任務(wù)，這是現(xiàn)在“學(xué)習(xí)途徑”所追求的目標(biāo)。無論那條途徑，機(jī)器人“一般地”“追上人腦”都不是短期內(nèi)可以實現(xiàn)的。
《中國科學(xué)報》：你認(rèn)為發(fā)展人工智能機(jī)器人的意義是什么？未來發(fā)展是利大于弊還是弊大于利？
陳小平：長期看，智能機(jī)器人將徹底改變?nèi)祟惖纳娣绞健C(jī)器人將成為未來“人機(jī)社會”的基本成員，機(jī)器人為人類提供必不可少的幫助，人類將前所未有地受益于機(jī)器的全面服務(wù)。那時，人和機(jī)器人將相互依存，人與機(jī)器的界限也將變得越來越模糊，人與機(jī)器人越來越難以分割，難以相互脫離。所以，人類與機(jī)器人對抗的局面幾乎是不可能出現(xiàn)的。現(xiàn)實可能的人機(jī)對抗，將來源于人類個體之間或群體之間的對抗，而機(jī)器人僅僅是被其他人或群體用作對抗的工具。在這個意義上，任何人類群體限制自己發(fā)展機(jī)器人，其實質(zhì)是向自己的潛在敵人或競爭對手投降。
《中國科學(xué)報》：你認(rèn)為是否有必要適度控制人工智能機(jī)器人的發(fā)展？
陳小平：從用戶安全的角度，有必要采取有效措施，以保證機(jī)器人產(chǎn)品的可靠性、可控性，防止出現(xiàn)產(chǎn)品安全問題。當(dāng)存在現(xiàn)實的安全隱患時，不能把不成熟的產(chǎn)品推向市場。所以，當(dāng)我們考慮機(jī)器人安全問題時，至少目前應(yīng)該把注意力集中在產(chǎn)品安全方面，不必過分擔(dān)憂短期內(nèi)不可能發(fā)生的事情，以免干擾、妨礙對真正的安全隱患的預(yù)警和防范。