智能花開(kāi)鬧春風(fēng)（上）

甘本祓

智能花開(kāi)鬧春風(fēng)，

自主設(shè)備組群中。

若問(wèn)春光何處有，

春風(fēng)送君尋芳蹤。

一個(gè)新朋友圈

春節(jié)一過(guò)，萬(wàn)象更新的春天就要來(lái)了，讓我們沐浴在春風(fēng)里，講點(diǎn)春天故事。

春風(fēng)賀喜無(wú)言語(yǔ)，排比花枝滿杏園。21世紀(jì)的春風(fēng)，吹得人們腦洞大開(kāi)，在不知不覺(jué)之中裝進(jìn)了不少新東西—看到了自駕車(chē)，聽(tīng)?wèi)T了無(wú)人機(jī)，見(jiàn)識(shí)了機(jī)器人，勤換著新手機(jī)。2016年的一場(chǎng)圍棋賽，讓一個(gè)新詞“人工智能（AI）”在普羅大眾中傳播開(kāi)來(lái)。從此“智能”花開(kāi)。它就像一位當(dāng)紅明星，引來(lái)了無(wú)數(shù)粉絲;又像一劑強(qiáng)力膠，各行各業(yè)都想黏上去。難怪高德納的預(yù)測(cè)中，三大組的第一組就是智能（Intelligent），而智能下面的第一項(xiàng)則是自主設(shè)備（Autonomous Things，也譯為自主事物）。既然是第一組中的第一項(xiàng)，我們當(dāng)然得優(yōu)先談?wù)勊?/p>

它是一個(gè)新的“朋友圈”。這些“朋友”你在過(guò)去或多或少都分別見(jiàn)過(guò)，但如今卻不同了，隨著智能化的提高，它們已逐漸成熟，所以高德納就把它們拉了進(jìn)來(lái)，組成一個(gè)群，而且擺到了十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢(shì)榜中最前面的位置。其實(shí)，這也是業(yè)界共識(shí)。

它們共有5位，更確切地說(shuō)是（成員不斷增多的）5類(lèi)：

機(jī)器人（Robotics）

自駕車(chē)（Autonomous Car）

無(wú)人機(jī)（Drones）

智能應(yīng)用

智能代理（Intelligent Agents）

講到這里，讀者難免會(huì)問(wèn)：為什么要把它們而且能把它們拉到一起？

是啊！按說(shuō)這5位仁兄在世已久，前3位是熟人，名字早已聽(tīng)?wèi)T，比如Robot（機(jī)器人）這個(gè)詞在西方也已經(jīng)叫了近百年。第4位也不算生疏，就是各行各業(yè)研究開(kāi)發(fā)出的智能（軟、硬件）實(shí)體，這些年也日益廣泛。相比較而言，只有第5位比較陌生，但它的名字其實(shí)也并不新鮮，下面會(huì)做詳細(xì)介紹。

那么，為什么如今突然心血來(lái)潮，要把它們組成一個(gè)群，讓它們齊心合力、一起打拼呢？這是因?yàn)殡S著這些年的發(fā)展，它們都達(dá)到了一個(gè)相似的新階段，融進(jìn)了一個(gè)相同的新概念。

一個(gè)新概念

這個(gè)新概念就是：自主（Autonomous）！

什么是自主？

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，就是它們都能自作主張、自己當(dāng)家作主。

具體說(shuō)來(lái)，就是它們都能在沒(méi)有人類(lèi)幫助的情況下運(yùn)作：能自主地收集、分析和處理感知的信息;能自主地制訂和執(zhí)行行動(dòng)計(jì)劃，且能在執(zhí)行中自動(dòng)修正失誤;能自主地適應(yīng)周?chē)h(huán)境或與其他自主設(shè)備相互協(xié)調(diào)，甚至（如果必要的話）能與多個(gè)自主設(shè)備合作無(wú)間。另外，它們還具有自診斷和自修復(fù)能力，以保證能持續(xù)地工作，直到完成任務(wù)。業(yè)界把這些要求歸納為5個(gè)特性：

?無(wú)人機(jī)

?機(jī)器人

?自駕車(chē)

代理性

智能性

自主性

合作性

持續(xù)性

那么，靠什么來(lái)達(dá)成這5個(gè)特性呢？那就是人工智能！

所以，我們現(xiàn)在可以給自主設(shè)備下個(gè)簡(jiǎn)單的定義：

自主設(shè)備是能在無(wú)人類(lèi)介入的情況下，依靠人工智能，高度自主地去為用戶(hù)完成既定任務(wù)的智能實(shí)體。

那么，誰(shuí)是提出這個(gè)“自主”新概念的功臣呢？當(dāng)然是那些醉心鉆研人工智能的開(kāi)拓者們。

下面就來(lái)介紹一位大家應(yīng)當(dāng)知道、而又不太熟悉的先驅(qū)。他的名字叫喬治·貝基（George A. Bekey），他是機(jī)器人專(zhuān)家、美國(guó)南加州大學(xué)教授、美國(guó)國(guó)家工程院院士。雖然不能說(shuō)他是研究自主課題的第一人，但卻是當(dāng)之無(wú)愧的將自主理論系統(tǒng)化、促進(jìn)其“建群”的先驅(qū)。他不僅在各處傳薪授業(yè)、桃李滿天下，而且勤于寫(xiě)作、著作等身。為了表彰他的貢獻(xiàn)，他的學(xué)生們專(zhuān)門(mén)出版了一本紀(jì)念文集《自主機(jī)器人之路》（The Path to Autonomous Robots）;而國(guó)際著名的權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）還頒給他兩項(xiàng)大獎(jiǎng)—機(jī)器人先驅(qū)獎(jiǎng)和機(jī)器人與自動(dòng)化獎(jiǎng)。

請(qǐng)看下面圖組，是各學(xué)術(shù)出版機(jī)構(gòu)推出的他的有關(guān)自主設(shè)備的部分代表作。

前三本是20世紀(jì)90年代，克魯威爾學(xué)術(shù)出版社（Kluwer Academic Publisher）為他推出的。

第一本《水下機(jī)器人》（Underwater Robots），重點(diǎn)講述了在海水中和海底工作的無(wú)人操控的自主機(jī)器人。

?喬治·貝基在美國(guó)海軍研究生院講學(xué)

?喬治·貝基的有關(guān)著作

第二本《機(jī)器人群體》（Robot Colonies），這是在大多數(shù)人還在研究單個(gè)自主系統(tǒng)之時(shí)，他已經(jīng)在探討多個(gè)自主系統(tǒng)組成的群體行為了。就像學(xué)者們研究人群、蜂群、狼群等的活動(dòng)那樣，他開(kāi)創(chuàng)了研究機(jī)器人群的團(tuán)隊(duì)合作所涉及的各種問(wèn)題的先河。

第三本《自主代理》（Autonomous Agents），這是他為1997年2月在美國(guó)加州圣塔莫尼卡市（Santa Monica，CA）舉行的第一屆自主代理國(guó)際會(huì)議編輯的論文集。這也是全球第一本關(guān)于自主智能代理的啟蒙書(shū)。從此，自主智能代理正式作為一個(gè)學(xué)術(shù)分支登上了人工智能的舞臺(tái)！

那么，自主代理到底是什么呢？

自主代理就是，能夠在無(wú)人類(lèi)介入或監(jiān)督、控制的情況下，高度自主地代理用戶(hù)，去完成用戶(hù)所賦予的任務(wù)的智能實(shí)體。廣義來(lái)說(shuō)，它可以包括三類(lèi)“人”：

現(xiàn)實(shí)世界中的人

物理世界中的移動(dòng)機(jī)器人

信息世界中的軟件機(jī)器人

但在業(yè)界通常只是狹義地指第三類(lèi)“人”，即信息世界中的軟件機(jī)器人。實(shí)際上就是指一款軟件程序，它能按設(shè)計(jì)者或用戶(hù)的意愿，自主地收集信息、做出決策并提供相關(guān)服務(wù)。二十多年過(guò)去了，它已成為當(dāng)前人工智能研究的核心問(wèn)題之一。所以，高德納也把它拉入了自主設(shè)備的新“朋友圈”中。

也許有人覺(jué)得這樣說(shuō)還是有點(diǎn)抽象，那就舉一個(gè)實(shí)例。它是世界上第一個(gè)正式實(shí)用的自主智能代理！

為了迎接21世紀(jì)的到來(lái)，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）制訂了一個(gè)“新千禧年計(jì)劃”（New Millennium Program，縮寫(xiě)為NMP）。其中，第一項(xiàng)任務(wù)就是發(fā)射一顆名為深空1號(hào)（Deep Space 1，縮寫(xiě)為DS1）的宇宙飛船，目的是探測(cè)小行星布拉耶（9969 Braille）和彗星包瑞利（19P/Borrelly）。

在DS1中就有一個(gè)自主智能代理，取名為“遠(yuǎn)程代理”（Remote Agent，縮寫(xiě)為RAX）。它是由NASA的艾姆斯研究中心和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一款人工智能軟件，也是全球第一款能在沒(méi)有人類(lèi)監(jiān)督的情況下控制航天器的人工智能控制系統(tǒng)。它由三個(gè)主要組件組成：

強(qiáng)大的規(guī)劃器（EUROPA）

計(jì)劃執(zhí)行系統(tǒng)（EXEC）

自診斷系統(tǒng)（Living-stone）

這也是第一個(gè)不需人介入，而能完全自主地規(guī)劃、診斷和修復(fù)的成功案例。

?深空1號(hào)宇宙飛船的任務(wù)標(biāo)牌，圖中有飛船剪影以及小行星和彗星的示意圖

2005年，麻省理工學(xué)院出版社（MIT Press）又出版了貝基的專(zhuān)著《自主機(jī)器人》（Autonomous Robots，2017年又推出該書(shū)的第二版）。2011年該社再推出其專(zhuān)著《機(jī)器人倫理》（Robot Ethics）。讀者朋友，你可別認(rèn)為學(xué)術(shù)重鎮(zhèn)的麻省理工學(xué)院（MIT）對(duì)他“情有獨(dú)鐘”，其實(shí)是對(duì)他主導(dǎo)的這一學(xué)術(shù)趨勢(shì)嗅覺(jué)銳敏。果然，在此基礎(chǔ)上，MIT又請(qǐng)他與另一位機(jī)器人權(quán)威羅納德·阿金（Ronald C. Arkin）牽頭組成一個(gè)專(zhuān)家組，編輯一套叢書(shū)，名為《智能機(jī)器人和自主代理叢書(shū)》（Intelligent Robotics and Autonomous Agents Series）。這可是迄今為止，世界上在此學(xué)術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最權(quán)威的一套叢書(shū)。

小e插問(wèn)：呵呵！既然設(shè)備有自主與非自主之分，那么，是不是高德納新組的群中那5位就都應(yīng)當(dāng)戴上一頂“自主”的帽子，變成“自主機(jī)器人”“自主駕駛車(chē)”“自主無(wú)人機(jī)”“自主智能應(yīng)用”和“自主智能代理”？甘老師答：是的！嚴(yán)格說(shuō)來(lái)的確如此。只不過(guò)高德納認(rèn)為，在21世紀(jì)，大多數(shù)設(shè)備都會(huì)逐漸“變成”自主。也就是說(shuō)，既然允許它入群，戴不戴帽子也都一樣了，因?yàn)榉亲灾鬟M(jìn)不了這個(gè)群。