【机器人】机器人进入智能时代
5月19日，在2018全球人工智能技术大会上，新松机器人自动化股份有限公司总裁，中国科学院沈阳自动化研究所研究员，中国机器人产业联盟主席曲道奎发表了题为“机器人进入智能时代”的演讲。
下为曲道奎在本次大会中的演讲实录，经整理后发布。
曲道奎：各位专家，各位来宾，大家好！今天非常高兴参加全球人工智能技术大会。我可能参加更多的是和机器人有关的各种大会，近几年，因为机器人智能的发展，参加的智能大会越来越多。前几天在天津参加了世界智能大会。
今天我报告的题目是“机器人进入智能时代”。大家都知道机器人，并且对机器人的期望值非常高。机器人大家更关注的不在于机器，而是关注“人”。所以我说，机器人在大家的心目中是高大上的，高在什么地方？智能。但到目前为止，机器人的表现是令大家失望的，不管是工业机器人还是其他领域的机器人，大家现在看到的或者表现出来的还是机器人的机器属性。真正的在智能这一块刚刚开始。
所以我今天报告的题目是机器人已经开始向智能时代迈进，也就是说机器人逐渐的由机器向人进化。
大概的内容包括几个：
第一，机器人进入一个智能的时代。
工业有4.0，但机器人的发展也有两个时代，第一个时代叫机器时代，也称之为机器人1.0时代。今天开始进入到智能时代，我们称之为是2.0时代。
第二，机器人在2.0时代的技术特征是什么？和1.0时代最主要的区别是什么。
第三，哪些机器人已经成为2.0时代的机器人，哪些还是1.0时代的机器。
第四，看机器人在现在这个领域发展的最新趋势以及进展。
首先机器人的智能时代已经来临。
从五十年代机器人的发明到九十年代中期，这是一个过渡的节点，2010年以后，机器人真正进入到了智能时代。主要的标志是第一个时代，更多的是机器时代，是可编程、可监视的。中间阶段是可远程监控，第二个时代是协作、认知、感知时代。第一个时代为机器人的1.0时代，今天进入到机器人2.0时代，但只是进入，并不是说已经到智能时代的中点或者高度，只是刚刚进入。
通过这一点看到，机器人的机器属性称之为1.0时代，机器人的定义和性能指标和常规的机器设备没有区别，从工作的方式方法、机器人的结构到它适应结构化的环境，一直到它的高可靠性工作。一直强调的质量、生产效率、精度、速度，这些指标完全是机器的指标。
今天机器人进入到2.0时代，这些数据开始逐渐淡化，而是强调机器人跟人的协作能力。自主、半自主的智能能力，另外是机器人在非结构环境下怎么适应。这些能力开始在机器人2.0时代显现。
所以第一个阶段更多的是机器属性，第二个阶段，人的属性开始逐渐吻合。
美国在2013年提出，要从互联网到机器人。这个时代正是中国“互联网+”的时代，美国已经从“互联网+”开始进入“机器人+”的时代。为什么？机器人智能的发展，否则机器人不可能成为一个大的支撑平台。
因为机器人技术的发展，开始在向智能进化。机器人整个的技术支撑和过去又发生了翻天覆地的变化，过去的机器人是机械、电子、控制三大技术形成了整个机器人的技术支撑，几乎所有的高端装备里都是这三大技术的概念。但是现在的机器人已经完全跨越了三大技术，现在开始跟Big Data、AI、IoT、Cloud Computing的深入融合。所以我们说今天的机器人已经成为了一个机器人的技术生态。之所以有技术支撑的变化，机器人才可能由机器设备逐渐往智能化发展。
在这个大背景下，机器人已经脱离了我们过去传统讲的机器、设备、技术，机器人成为了一个大的平台，也就是说机器人2.0时代和1.0最大的区别是什么？1.0时就是设备、技术，在2.0时代是技术生态、产业或者产品的平台。这个平台可以加（+）不同的东西，从而形成不同的颠覆和变革。最典型的加制造，现在中国制造2025、德国工业4.0、美国AMP等等，这些机器人在里面起了重大的支撑作用。机器人和制造的结合形成了制造模式的变革。另外，机器人可以加国防安全、生活、消费、健康、医疗、教育、交通、物流等等。
现在机器人已经成了一个真正的平台，这个平台在支撑不同的领域和行业，实现了改变和变革，而不是简单的像过去的产品在支撑一种什么，完全是技术的变革和颠覆。
机器人2.0时代和工业4.0、中国的智能制造相互之间的关系。4.0时代，前3.0更多的称之为机器时代，也就是说工业4.0之前的支撑发展是由各种不同的机器设备支撑，这里面也包括了机器人，但是这时候的机器人我们称之为1.0。今天已经进入到了真正的智能机器时代，智能机器的典型代表是机器人2.0。
后面的图完全网络化、数字化，工业3.0时也有机器人，但这个时候的机器人还是机器设备。后面的机器人和其他设备的连接，里面的数据、信息已经完全不一样。
现在有一个误区，大家现在总谈无人工厂、黑灯工厂、全部自动化，但是不管是无人工厂还是自动化，和今天的智能制造完全两个概念。无人工厂不等于智能工厂，智能工厂的典型特征是什么？网络连接，数据信息在里面流动，从而实现柔性智这样的制造模式。过去在1.0时代、2.0时代、3.0时代都有无人工厂，但那时候的连接只是物理连接，通过机械设备、电器连接，不需要数据信息和智能的要素。
所以这里边我们称之为机器人1.0时代，更多的是面对前三次的工业革命。
第四次工业革命，机器人2.0成为一个主要的支撑。
在机器人2.0时代机器的重大战略作用或者大的协同效应是什么？
首先技术层面，机器人现在是一个大的技术生态，它是把不同的高新技术做了一个深度的融合。融合是一个更深度的化学层面的大的结合。
第二，在市场方面，机器人发展是一个巨大的产业，这个产业有多少？几万亿美金的市场。
第三，机器人是一个支撑的系统，是一个平台，它可以支撑我们不同领域的变革和发展。
第四，更关键的一点，机器人的持续性，任何技术和产品都有它的生命周期，从诞生到成长、到平台期最后的衰退，都有这个过程。但大家可以想象，机器人未来的终点在哪里？它可能会伴随着我们人类社会的发展而发展。机器人的伦理问题就是从这儿出来的，机器人智能化的不断发展，是超越了人类，还在人类的控制下为人类服务，这是未来大家要关注的。
机器人未来的发展趋势是什么？
首先一个新的硬件时代来临，原因是什么？智能时代。新的控制系统、边缘计算、新的结构、新的材料应用等等构成了一个新的硬件时代。
第二，软件时代来临了，叫软件定义一切，AI是典型的软件支撑。
第三，交叉、融合、协同，包括机器人技术、AI、IoT等等相关技术的交叉、融合、协同，它的作用会越来越大、越来越深入。也就是说未来的单一技术很难形成一种颠覆式的。
第四，面向大的技术生态在发展，而不是沿着其中的某项技术。
机器人进入2.0时代的典型技术特征是什么？
首先看2.0时代机器人的能力的改变，1.0时机器人就是一种设备，但是2.0时代，作为一种智能机器人，我认为它首先要具备四大能力：运动能力、交互能力、作业能力、决策能力，具备这四大能力，我们才称之为机器人进入了2.0时代，也就是在逐渐由机器向人的功能进化、发展。
为了实现这四大能力，机器人现在需要有几大技术的支撑，没有这几大技术的支撑，机器人不可能具备四大能力的改变。首先是复杂环境的作业技术；第二，和人融合的行为技术；第三个是决策，第四个是人机交互，刚才大家谈的自然语言、视觉等等都是交互技术。
最关键的安全，传统的机器人是一种机器设备，它几乎是关在一个笼子里，和其他的设备隔绝。但今天的机器人进入到一个智能时代，需要和人协同，需要和人共同作业，这样安全技术成为了一个大的瓶颈问题。这个安全一方面包括机器人自身的各种安全，现在最难解决的已经不在于机器人的安全问题，因为这里面会有各种的技术措施，最难的是网络安全。现在的机器人，无论是在工业里还是进入家庭、社会公共领域，机器人一定是在物联网上的产品。现在物联网带来大的安全问题就是网络安全，网络安全不解决，机器人要进入千家万户？对不起，这是一个伪命题、伪概念。所以现在网络安全成了机器人下一步真正要进入人类社会、人类生活里最核心的一个东西。从国家网络的标准来看，安全是强制性的。其他的可以通过行业标准、团体、协会等都可以做，但安全一定要是国家强制标准。
机器人在智能进化的几个过程：
第一，机器人作为一种机器设备时，仅仅局限在计算智能。也就是通过计算机、存储器进行一些编程控制，这种我们称之为计算智能。它不会适应外部的变化，更不会适应其他的一些自主的东西。
第二，感知智能。现在机器人已经进入到第二个智能层次，也就是感知智能。现在通过各种感知技术，机器人具备了对环境的识别、物件的判断、自主规划、动态避障等一系列的功能。作业的时候，因为机器人感知系统的大量使用和导入，使机器人已经基本摆脱了机器设备过去的属性，那时候完全是人为设定好了以后，我们通过编程实现它的各种作业能力。今天它已经完全具备自主或半自主的做一些非结构环境下的变化。
第三，认知智能时代。现在包括自主决策、思考情感等方面，这一块已经在实验室里取得了一些局部性的效果。这一步要发展，太长了。从学习的角度，甚至是深度学习，需要很多技术和人工智能的发展以及未来人类自身生命体和我们对生物特征深度的不断掌握，从而在机器人认知取得巨大的成就。但是这个距离或者整个要走的路还是比较长的。
现在已经进入到了什么阶段？感知智能。在整个应用的过程中，现在已经进入到了实用化。虽然我们没有进入到第三个认知智能的层次，但第二个层次智能的导入，已经使各种不同的机器人（包括工业、消费类、服务类）具备了对环境的适应，已经具备了一定的自主能力。
这三个历程，第一个称之为1.0时代，第二个已经进入到2.0智能时代，但这个时代是刚刚进入。
相关的技术在机器人里不同的应用。
首先在感知方面，比如说视觉，视觉对机器人来讲是最重要的感知系统。就像人一样，人获取知识的途径通过视觉占70%多，其他的通过听觉等是少量的知识获取。假如说人类是盲人，这个人的基本社会功能可能要丧失了。但一个人假如不会说话，它的基本社会功能还是保留的。但如果是盲人的话，几乎就是重度残疾人。所以在视觉这一方块，对机器人来讲，对环境的识别、路径规划、人脸识别、身体识别等等，视觉成了机器人最重要的感知系统。也因为感知系统、视觉系统在机器人里的大量应用，使得机器人越来越智能化，这是非常关键的作用。
我们还有其他的各种感知系统，比如说内部的通过电流，过去的作业方式已经完全改变。像人类，我们可以手把手教机器人做什么，而不是通过一个视角盒来教机器人。另外可以实现机器人的作业、装配，也可以通过拖曳式、拖拽式的方式来做，这个时候人机已经可以有一定的融合了，过去机器人和人是分离的。
还可以通过2D、3D的激光对机器人进行各种路径的规划，可以实现避碰、避障等自主的路径规划，使机器人真正开始用过去被动固定的轨迹编程，到现在进入到给它设定目标点、起点而自动实现这个过程。
还有服务类的机器人，可以通过人脸的识别、人体的跟踪，在室外对人身体识别跟踪，这些都为我们的自主导航、自主驾驶提供了非常好的条件。
还有一种交互方式是语音交互。语音交互包括两大层次：一、语音识别。二、自然语言理解。首先是把语音识别出来，更主要的是自然语言理解，这就更难了。自然语言理解是下一步人机交互中的重点研究方向，我觉得语音识别简单的多。但是现在在机器人里，这一块已经使服务机器人具备了跟大家交互的能力。交互方式语音识别和自然语言理解成为了服务机器人真正进入市场、进入实用性的关键指标，如果没有这个，这个就是一个机器。
在很多环境下，靠单一的模式很难实现精确的控制，有各种的干扰。这个时候我们称之为多模态，也就是多种传感方式进行融合，最终选取最佳的控制方式。现在在很多的复杂环境中，单一的感知方式已经无效。所以多模态成为了复杂环境下机器人智能的新体现。还有数字化环境，像3D模型、自主编程等，数字化环境下，怎么形成机器人的另外一种生态。
最高的层次称之为自主行为，包括自主的导航、自主的决策等，这里边也成为了服务类的机器人的一个主要的智能体现。包括路径规划、自动轨迹规划、自主实时地碰、地障等。
还有云平台和大数据。
快速讲一下在机器人2.0时代，哪些机器人已经成为这个时代的机器人。过去我们说传统的机器不是机器人2.0，现在有哪些机器人已经有这样的技术特征，具备了这样的技能，具备了和人机协作和协同的条件。
我们挑了两大类：
一、CR（协作机器人）。
二、SR（服务机器人）。
这些机器人都是能够和人协作协同、共融，所以既有云端的数据，又有安全系统，又有交互感知系统。
首先控制系统和过去完全不一样，过去控制系统是控制一个机器设备，今天的控制系统要有智能化。是由各种感知系统、智能化的导入。从智能控制器开始，“大脑”和传统的就完全不一样。不单是控制机器人，控制整体的一条线，这里的PLC和过去不一样，也就是对生产线和整体大的数字化工厂的控制。
第二，是整体的智能，在云数据上，各种感知系统在这里边做一个通用的输入。
第三，工业机器人看着形状不大，实际上也变化了。工业机器人也进入了2.0时代，智慧、网络、云平台等也成为了IoT的产品。
第四，新一代的机器人结构上和过去完全不一样，它可以人机协作。双臂的，可以和人类手把手作业，也可以共融作业。既有感知系统，又有感知平台，又有网络的连接，和过去的机器设备相比是一个颠覆式的变化。
我们在全球最新推出的复合机器人，过去的机器人有机械手，是作业能力。另外一种是移动机器人进行物流的传输，但是怎么把这两者结合在一起，既可以移动又可以作业，就有各种的感知、规划等等。这是新松在全球率先推向市场，中国的标准也是由我们制定的。
（图）这是完全高分子材料做的机器人，可以适应特殊环境下。
（图）这个机器人各种机器人交互、感知都可以普遍使用。
（图）在医院和大的饭店、宾馆中进行物料的输送。
（图）服务类机器人的应用。
机器人现在已经完全摆脱了工业机器人的范畴和概念，开始进入人类社会的不同领域。
因为新一代的机器人进入到人机协作，马上带来一个问题，人机协作里边的交互方式是什么？靠喊、语言，在工业现场不现实。过去通过编程方式、键盘，我们用了什么技术？AR技术。我们知道整个机器人的运行状态和他下一步的需求，机器人通过手势和其他可以知道我们人类的意愿是什么。我们在这方面做了新的使用和尝试。
下面给大家看一个视频，新松做的一个机器人生产机器人的数字化工厂，不说全世界最先进也差不多。从整个的生产规划、调度开始，一直到中间的智能物流、信息仓储和实现智能制造过程，里面的数据信息完全按照CPS整套体系做的。
（视频截图）
在这里边，所有的机器人都是IoT的物联，每个机器人都带有视觉和力觉。
下面给大家看机器人技术的最新进展，这个机器人是一个双臂机器人，带有视觉、力觉，和人PK调酒，最终的结果是机器人完胜人类。
最后给大家看一个半分钟视频，在平昌奥运会闭幕式上24台机器人和24个舞蹈演员结合声光电系统进行16套舞蹈动作的高科技表演。既有机器人，又有大数据，又有网络，又有各种感知系统，同时面对零下30多度的低温、大风以及各种干扰，完成这样一个真正的智能机器人的一个新的展示，这在全球也是首例。
（视频截图）
谢谢大家！
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPS OS
“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：
重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？
重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？
重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？
AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：
精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。
智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。
高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。
边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。
AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：
创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；
对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；
人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议：
超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；
迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新
评估未来的知识和技能类型；
制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开
发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；
重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临
较高失业风险的人群；
开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。
子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。
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产业智能官 AI-CPS
用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。
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新技术：“云计算”、“大数据”、“物联网”、“区块链”、“人工智能”；新产业：“智能制造”、“智能金融”、“智能零售”、“智能驾驶”、“智能城市”；新模式：“财富空间”、“工业互联网”、“数据科学家”、“赛博物理系统CPS”、“供应链金融”。
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