智能时代发展快,脑机接口、机器人等带来啥影响?

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1 智能时代与机器人

当下,人工智能即AI大模型的发展速度颇为迅猛,借助输入一段文字,便能够自动生成与之对应的视频。那么,将其反过来这般问是否可行呢?即是一段视频能不能转化为文字,且经由语音进行播报呢?兴许也是可行的。如此一来,对于盲人而言就具备了相当大的用处,盲人佩戴这类设备,拍摄下视频并予以解说,盲人便能够知晓周边的状况了。

如下,最近,脑机接口出现了,这意味的是什么呢,会带来怎样的影响呢,可能带来诸多影响,比如:

1)医疗能力呈现出爆炸式增长态势,脑机接口技术能够有效地助力于精准地对大脑的化学物质展开调节,进而用于治理抑郁症、焦虑症这类心理疾病,甚至在更为高级的级别上将其利用起来实施面向人类情感的严格控制以及精心优化 。

超感官体验出现大规模爆发的情况,人类的感官以及认识方面的能力能够获得增强,比如说能够直接从大脑那里接收信息并且传递信息,进而能够提升记忆力 。

在AI跟动作相融合这方面的进展十分迅速,比如说Figure AI公司所拥有的机器人,其行动能够跟人的对话实现结合 。

由此能够看出,此刻我们正朝着智能时代前行,是从信息化时代开始迈进的。智能时代存在着5个技术方面的趋势,分别是:

1)智能化分布式能源系统、低碳技术、能源互联网;

2)智能化复杂体系、AI、智慧城市、GPT、Sora;

3)智能化制造技术、先进材料、智能化升级传统工业;

4)智能化诊断、修复技术、智慧医疗;

5)脑机接口科学,AI for Science,AI融入物理世界,在这5个方面,将来会有诸多工作,将被机器人或者人形机器人所取代。

智能化系统,涉及众多学科,朝着多个领域应用、多个方向延展,是由科学与技术交叉推动而成。举例来说,同济大学TJArk(同济方舟)团队的足球机器人,在2014 - 2023年蝉联RoboCup中国赛冠军,它能够“看”见球,这是因为具备动态感知的五官;其“大脑”能够分析球来自何处;还能采取措施处理球,所以它是一种典型的智能化人形机器人。一些聊天机器人也是这样的情况,它们可以获取信息,经过分析之后再与人进行对话。所以,具备智能化的系统,像那些由AI赋予能力的工业机器人,还有服务机器人,以及下棋机器人,另外还有手术机器人,再者是GPT,再有就是Sora等,这些统统都归属于智能机器人 。

2 部分传感器的研究进展

传感器种类繁多,比如有光传感器,有声传感器,有电传感器,有磁传感器,有热传感器,有机械传感器,有化学传感器,未来这些传感器有在人形机器人上进行安装的可能性。人形机器人和其他机器人一样,需要有信息感知,同时,还得有大脑分析,最后,也还要有控制。

当下,现代信息传感器种类极为丰富,像红外的,紫外的,x光的,γ射线的,压力方面的,振动方面的,声响方面的,电磁方面的,化学方面的,生物方面的,单光子方面的等等,与此同时,存在着多频谱范围的传感技术。并且,需要去发展单细胞信息传感技术,单分子信息传感技术,单原子信息传感技术,单光子信息传感技术。

有了传感器之后,便获取到了大数据,大数据乃是用于做分析的基础,AI的三个核心要素分别为数据、算力以及算法,鉴于此,首先得有数据,而数据是依靠传感器得以获取的,并非文本大数据,而是依据传感器实时采集的数据,由此可见,传感器极为重要。

2.1 慧眼—光学传感器

以光学以及红外的视角而言,要去打造慧眼,也就是那种能够在全天候状况下进行拍照的,能够实现非接触式测温的,借助光谱设备达成的,最终期望拥有类似孙悟空、二郎神那般慧眼的东西 。

拿电磁波家族里重要的那一员红外线来说,红外传感器存在着光热型、光子型,这两种形式具备能展现图 像(空间分布)、热像(温度分布)、谱像(光谱分布)的三大功能 。

能在黑暗背景里识别的图像,具备可全天候拍照的特点,于安检之时,具有能穿过人体来查看是否携带违禁物品的特性,虽说X光也能做此事,然而红外线对人体并无影响,近期发生的俄乌战争,同样运用到了红外制导 。

倘若将红外传感器放置于气象卫星之上,那么便可在白天以及夜晚察觉到风云层面的变化,进而得以让气象预报,还有台风预报变得极为精准。举例来说,我国的“风云 4 号”气象卫星具备宽光谱探测分析系统,能够在距离达 3 万 6 千公里开外的地方针对大气层达成高精度温度、湿度参数的垂直结构观测,这等同于针对大气层开展 CT 扫描。

热成像,其对温度测量极为精准,属于非接触式,能够穿透烟雾,探测火焰温度分布,可发现夜里排污泄漏之处,可发现电路短路之所,可发现其中电子元器件失效之地 。

比如在2019年之时,巴黎圣母院遭遇了失火情况,我国大疆公司所制造的两架无人机展开了辅助观测行动,这两架无人机由于其上配备有红外相机,能够精准地做到“看”到着火的具体位置,进而帮助以高效的方式把火苗给灭掉 。

3)谱像。光谱所具备的特征就如同指纹方面出现的特征那般,每个人的指纹是不一样的,不同的材料,不同的物质,它们各自的光谱同样是存在差异的,所以能够对诸多材料进行识别。

就如同我们进行指纹采集那般,首先得把数据库构建妥当,之后便能开展分析工作了。比如说稻田的亩产能够达到多少斤,借助光谱收集以后,跟数据库进行一番比对便能够做出预判。找矿同样能够采用此种方式,比如寻找铀矿,首先使无人机飞掠而过,将采集到的光谱与铀矿的数据库加以对比就行。这种探测方式还能够运用在月球与火星的勘探方面——月球车以及火星车上放置了红外探测器,其能够采集光谱,进而就能够对星球表面的成分予以分析。

脑机接口技术影响_两个人形智能机器人_智能时代机器人发展

于生活里头,这番“慧眼”的运用情境有着诸多,像是“瞧”衣服的用料质地,明晰织物中棉、麻、以及涤纶等所占的各比例。要是将目标对象转变为人体,便能够瞅见人体器官里的结节,以此用于病理方面的诊断。

传感器能够被安装在机器人之上,以此获取人行动的某些信息,像是针对抑郁症的诊断,借助瞳孔、脑电、表情、行为等影像去判定抑郁症的严重程度。比如说北京理工大学医学技术学院的胡斌教授团队制作了一种小设备“精神状态评估与干预系统设备”,要是把这种小设备放置在人形机器人上,它就能一边行走一边查看周围的人是否患有抑郁症,要是有,严重程度怎样,。

2.2 狗鼻子—化学传感器

现存在气体传感设备,像气体分子传感器,它能够探测沙林毒气与炸药。其借助荧光猝灭效应,正常状况下可发出荧光,然而要是存在 TNT,荧光就会出现猝灭现象,依据此原理能够制成 TNT 报警器。有时狗无法发现炸药,可是使用“狗鼻子”产品一照便能发现,这种“狗鼻子”能够做得很小。这种嗅觉也是极为重要的。要是人形机器人具备嗅觉,将会十分有用。所以嗅觉如今也是一个正在研究的热点。

3 传感器赋能机器人/人形机器人

智能时代当中的机器人,需要具备这样4种模块,其一为环境感知模块,其二是智能芯片模块,其三是运动控制模块,其四是操作系统模块。

仅靠传感器才能实现环境感知,故而真正的人形机器人理应具备人的五官特征,如能感受图像那般,也能感受压力,还能感受声音等。举例来说,当机器人被人推一下后,它能立刻站稳,这表明其上设有传感器。倘若触碰它的手,它应当会有触觉反应。

传感器有很多种。

1)力矩传感器。

有压阻型的,有压电型的,有压容型的,且存在摩擦电型,这些属于触觉/压力传感器。MEMS压力传感阵列已成熟,柔弹性的电子皮肤此刻正在经历新兴发展阶段阶段。

为此,在人形机器人范畴内,极为关键的一点在于,对其元部件和功能加以深入研究,针对每一元部件,均需力求达到高精度高水平的研究程度,当这些元部件整合聚集起来后,所形成的整体功能便会变得强大无比,比如上海大学独立自主地进行设计,并通过异质集成方式成功制造出首款基于氧化物TFT的64通道肌电传感器阵列,该阵列达成了高信噪比(37.5 dB)的性能指标,多个通道的手势识别准确率高达97.4%,此成果能够应用于假肢领域。

(3)视觉传感器,其中包含,激光雷达,深度相机,双目视觉,研究的热点有感算一体,仿生感光,低功耗芯片,其市场规模极为庞大,预估国内在2025年时,有着347亿元的规模,于国外则有1276亿元的市场规模。

惯性传感器里包含加速计与陀螺仪,这是测量加速度、角速度以及倾斜角度的重要办法,它能够开展姿态控制,是双足行走的关键部件,还集成磁传感器来进行定位,从而发展出了惯导传感器,机器人当中需要多个这样的传感器,然而产品主要被国际寡头垄断,我国头部企业在全球市场的份额不足2% 。

研究人形机器人,其中需要大量传感器,这要求产学研相结合,要把每一个部件都进行研究,并且将其做出来 。

进博会存在诸多机器人的应用实例,像是2022年美敦力所打造的机器人辅助手术系统,波士顿科学所制造的植入式脑神经刺激系统,爱灵必的仿生手,以及欧姆龙第七代的乒乓球教练机器人等。于AI领域,2019年英飞凌推出了具备听视觉和感知的神经网络系统的Roboy机器人,德国卡赫的AI智能清洁机器人,另外还有蔡司的数字导航手术显微镜ARTEVO 800,2021年强生推出的诸多数字化手术平台,比如数字化手术平台等。

具有一定场景应用,是机器人、人形机器人的发展方向,要做好核心、基础的元器件,之后进行集成,场景可以是以“服务机器人+GPT”的方式,比如“扫地机器人+GPT”对话,或许会很受欢迎,由于我国是老年社会,年纪大的人养狗麻烦,买个价格在1万至10万的机器人,生意有可能很好。

医疗机器人的用途更多,可以是手术机器人、康复机器人等。

教育机器人,家长把它买回来之后,小孩就不用去培训班了,它能跟小孩说话,还能帮助小孩学习,要是小孩有一道题做错了,它就会知道小孩哪些知识点没有掌握好。

所以,产品必定得跟场景相融合,再比如说呢,消防员所从事的工作具备危险性,汽车制造厂当中的喷漆工作是辛劳的,期望借助机器人予以替代,消防员机器人拥有不惧火烧的“衣服”,其眼睛属于红外的,在烟雾环境里能够知晓火源所处位置何在,并且在烟雾环境里同样能够看见人 。

人形机器人存在三大支柱,其一为感官方面的识别,其二是大脑方面的分析,其三是四肢方面的行动。要将这三大方面所涉及的元部件打造好,接着把感知以及分析还有行动进行融合,并集成置入人形机器人当中。然而,不可能塑造成为一个宛如我们人类这般的完整意义上的智能,也就是既能下象棋,回到家中又能够烧饭烧菜。进而人形机器人期望率先达成部分智能,即能够妥善地做好一两件事情 。

1) 程序化人形机器人,从单一的功能扩展到多功能。

2)智能化人形机器人,先是从单一智能起步,而后朝着多智能迈进。要去发展那种由场景牵引,将动作与对话相互结合起来的智能化人形机器人,像家务机器人、教学机器人、消防员、交通警、士兵、值班员、驾驶员、操作员、乒乓球教练等等这类。要是针对某一个场景,仅仅具备一种功能,也就会产生可观的市场需求。因此机器人行业在未来的智能时代当中将会是极为主流的行业,会存在诸多商业发展的可能性。

4 结束语

我国对机器人,尤其是人形机器人的发展,那是极为重视的,举办生态那样特别的大会,能够促使元部件这一部分,还有硬件、软件以及集成各个方面的参与者相互之间进行交流。心里期望着在往后的几个年头里,凭借“政产学研用”这五个不同方面的有机结合,把机器人,也就是人形机器人这个规模巨大的产业机会,说成市场也行,能够做得相当出色。

关键词:智能时代机器人