机器人刚要热牛奶，我们又把微波炉门关上机器人：人是最麻烦的

技术的目标就是要提高人类的福祉...



2020年10月25日，科普中国-我是科学家第28期AI：人工智能，或者爱演讲现场，中国科学技术大学计算机科学与技术学院教授机器人技术标准创新基地主任全球人工智能理事会执行委员陈小平带来演讲：十年后，谁来帮你分担家务，排忧解难？

陈小平演讲视频：

以下为陈小平演讲实录：

2020.10.25 合肥

大家好，我是陈小平我今天想和大家分享：十年后，我们的生活会是什么样？

现在科技发展很快，经济发展也很快，想想看：十年后，家务活谁做？或者，有一些空巢老人觉得寂寞，谁来帮他们排解寂寞，碰到了困难谁来帮他们解决？

我们想用机器人帮助大家做这些事情

为了实现这个目标，我们中国科大机器人团队研发了两款机器人左边这个是可佳机器人看起来其貌不扬，但是聪明能干任劳任怨右边这位美女是佳佳机器人，非常漂亮有人问，能不能将它们合到一起？将来会合到一起的，未来我们的机器人会上得厅堂，下得厨房

可佳机器人，为什么叫可佳？这个名字源于中国古代公元四世纪的一份文献，记录了一个神话故事，讲的是，一个孤儿住在海边，他非常辛苦，又要忙工作又要忙家务有一天，他捡到一只田螺，养在水缸里养了三年后，突然有一天，他回家后发现家里的活都干好了，但不知道是谁，每天都是这样有一天他就提前回来，发现田螺姑娘从水缸里钻出来了，帮他干家务这个故事叫海螺姑娘（也有版本叫田螺姑娘）海螺的英文是conch，所以我们为这个机器人取了音译的名字可佳

这个神话传说反映了什么？我认为，海螺姑娘或田螺姑娘就是家庭服务机器人的一个文化原形一些欧美机器人专家同行也都接受我这个观点所以啊，早在公元四世纪，我们中国人就开始设想将来有这种家庭服务机器人，它们干活应该像可佳这样，而相貌要像佳佳这样当然，这也是我们现在的理想

最初我是怎么想出来的呢？也不是那么容易

25年前，我就在做人工智能理论的研究当时我的一个主要课题叫做意图逻辑，因为那时候有一些意图逻辑的难题，其中有一个难题叫副作用问题，十几年二十年国际上都解决不了

我想了一个办法，提出一个理论，把这个问题基本上解决了，然后那篇论文就被世界人工智能联合大会录用了我去做报告，结果很多人来听，我就很奇怪，为什么有这么多人关心这个问题？当时，我们中国的人工智能发展，还没有现在这么热烈那届大会上，有200篇正式论文，中国大陆只有我这一篇，所以很多人来看，这是一个什么样的怪物？

这件事给我帮助很大因为引起了很多人的关注，我得以和当时国际上人工智能领域的一些领军学者一流学者直接面对面交流

通过交流，我学到了很多书本或论文中没有的东西其中一条是，我发现这些一流的领军的学者，虽然他们的论文大部分写的是纯理论，有很多数学（我的论文里全是数学），但我发现，他们心里都有明确的应用背景，他们想的是十年二十年五十年以后可能有什么应用需要我觉得我也应该这样

回来后，我就想，做什么呢？

我想做机器人当时中国还不太需要机器人，因为我们的劳动力过剩；但我相信，未来中国还是需要机器人的

那么，要怎么学会做机器人呢？当时我不懂机器人，整个团队也都不懂我们需要学习怎么能懂呢？我想的是，我们要去参加一个比赛因为，读书读得再好，考了一百分，作为一个学生是不错了，但作为一个研究人员，这说明不了什么问题

于是我们就去参加机器人世界杯，RoboCup这个比赛其实是一个50年的科学计划，计划用50年时间，到2050年前后，要让机器人的能力要和人类差不多

我们从2000年开始参加这个比赛一开始我们什么都不懂，就是学习到2006年，我们得到了第一个世界冠军这张照片中间就是我们当时的两位核心队员，左边是第二名德国队，右边是第三名日本队从2006年到前几年，我们一共得了12次世界冠军这张照片是2007年在美国亚特兰大，左边是颁奖嘉宾彼得·斯通教授，他是国际人工智能青年科学家奖获奖者这个奖每年只发给一位科学家很荣幸，他也是参赛的选手，我们和他同场竞技

那一年，我们参加了10项比赛中的4项比赛，得了2项冠军1项亚军1项第四名，获得了总成绩世界第一这个世界第一未必说明我们的机器人水平达到了世界第一，但至少证明我们懂了机器人

懂了以后，怎么办？我们想要做一件和实际应用原始创新更加密切相关的事2008年，我们决定做可佳机器人这可比机器人足球难多了

现在人工智能比较火的是阿尔法狗大家知道，阿尔法狗战胜了很多顶级的人类围棋高手它到底是怎么赢的？阿尔法狗下棋，不是看一盘一盘的棋，它是看所有的棋，根据围棋规则画出这样一棵树，叫做博弈树：第一步，根据围棋规则，黑棋要先走，它走的时候棋盘上有361个点可以落子，另外它也可以选择不走，所以总共有362个落子（或者叫行动）选择，它从中间选一个

阿尔法狗怎么选？阿尔法狗不管对手，它只管选胜率最大的那个落子第一步走了以后，第二步如果也是阿尔法狗走，那它能选多少？因为黑棋已经占了一个点，白棋能走的就少了一个点，它就从361个落子中选一个，一直这样走下去，比如按照这样一条线走了一局棋

围棋总共有多少局棋呢？有10300那么多局太多了，我们算不出胜率怎么办？阿尔法狗的办法叫自博，就是自己跟自己下，下了2900万局这些自博不是乱下，也不是用深度学习下，而是用了强力法中的一个关键技术蒙特卡洛树搜索（Monte Carlo tree search），它找到2900万局棋，再从这些棋里反推出所有落子的胜率估计它用40天把这些胜率估计都学出来了，以后就根据胜率估计下棋，战胜了所有的人

机器人足球也有一棵博弈树，但它比围棋博弈树复杂太多首先，围棋比赛是1:1，而机器人足球赛是11:11，这是第一个区别；第二个区别是，围棋中一步棋最大的选择是有362种，而机器人足球仿真2D比赛中，每一步都有3700万种选择所以，我们人工智能程序要从那么多选择里选出最优的，比阿尔法狗还要复杂

但这些都不是最复杂的要让机器人进入家庭，比这些都更加复杂

为什么呢？因为围棋和机器人足球中的选择范围是固定的，就那么多，但在家庭环境里，我们不知道会发生什么情况所以，2008年决定做可佳机器人，也是非常有挑战性的我们就以机器人足球的技术作为基础，进一步往前走我们先在实验室里为机器人搭了一个家，在这里做一些试验这是客厅，远一点是厨房厨房里什么都有的，是真的能做饭的厨房，再旁边是卧室我们用的技术有很多，有强力法，有训练法，跟阿尔法狗一样；但对可佳机器人来说，这还不够，因为会碰到家庭环境非封闭的问题

什么是非封闭问题？比如，无人驾驶汽车在完全不受控制的全自然环境下的驾驶，再比如识别人真正的内心想法，非封闭问题是最复杂的AI问题

那怎么办呢？我们就想了一些办法，提出两种技术，一种是开放知识，一种是融差性原理看看用了这些新方法，我们的机器人能做什么？这个视频就是可佳机器人在家里操作微波炉来帮你加热食品这个视频里的操作相对简单，就是加热牛奶2010年，可佳就可以做这件事了，不过还只是在实验室的环境如果未来将可佳引入千家万户，每家的环境都不一样，而且用户的行为也有可能干扰机器人，会发生什么样变化产生什么干扰，事先是无法预知的，这就是非封闭性

2018年，我们想到了一个解决办法现在可佳再做这件事情时，如果有人给它捣乱，它仍然能够正常工作看，它现在开微波炉完全是自己做，不需要人遥控它一开门，这个微波炉就会移动，注意看，微波炉的位置就不一样了这就是一个非封闭性问题然后人捣乱又把门关上了，它想一想，它把东西放在微波炉顶上，人又把微波炉打开了人是最麻烦的现在可佳还是有相当多办法，它想一想就知道该怎么办但它一关门，这个微波炉又移动了，然后它要去按那个按钮，按钮的直径不到10毫米，它的偏差只要有3毫米就按不准，这对移动操作机器人非常难所以需要用到强力法加训练法，再加上融差性原理，现在按这个按钮就相当准了按了以后，它会去看这个显示屏，就知道是按准了，如果没按中，它还会去按它现在要开门的时候，又有人捣乱，这次门就打不开但它会想一想，认为自己下次能打开，就把这个门打开了

这是一个比较短的视频，加热牛奶也是比较简单的操作，其实可佳还可以用微波炉做简单的饭，而且不仅可以做饭这张照片是我们在参加比赛时做的实验我们的一名队员躺在地上，模拟的是老人在家摔倒了，但是家里没人，怎么办？机器人要发现老人摔倒了，还要走过去帮助老人可能老人说，赶紧给我吃一粒速效救心丸，那机器人就要能把药找到这是可佳机器人在找药，找到后还要送过去，帮助老人吃药当然机器人也可以发短信发微信去报警，那都是很简单的事更重要的是，机器人要在现场及时去帮助跌倒的人

现在中国已经有四千万失能老人，另外，民政部还有个数据，中国有3.5亿个家庭，其中2.5个亿家庭需要家庭服务但我们的家庭服务员却只有不到1700万，而且这个数字在不断地减少未来，我们只能依靠机器人我们发现，有的机器人刚才那些事情都能做得很好，但是它的手不行，抓东西比人要差很远于是我们用融差性原理做了一个手爪，可以抓鸡蛋，抓比较大的东西，抓碗，抓软的东西，比如豆腐看，豆腐被人抓碎了我们把这个豆腐和其他硬的东西都放在同一个传送带上，上面有一个摄像头，也是很便宜的那种一千块钱的摄像头，大致看一下豆腐的大小和位置

这里面，木块很硬，蛋糕比较软，豆腐最软，这些东西我们的手爪都能抓起来

我们做这个试验，研究人员一方面可以做科研，另一方面他们的生活能力也得到了锻炼，原来我的这些学生只会吃豆腐，现在也学会买豆腐了

还有一件事也很困难有人说，可佳它看上去是个机器，不像人，很多用户不太接受，说，什么机器人，你那个是机器，不是人

于是我们想，怎么能让机器人更像人，像人一样可亲可接受？我们就做了佳佳机器人佳佳机器人和人对话时，它能理解人的一些意思，包括理解上下文

机器人干活其实是挺难的，但是相对情感交互来说，还是干活比较容易比如说高铁，它运行的时候两边都有护栏，所以其实高铁的运行相对简单；但如果是无人驾驶，那就比高铁难多了，因为是个开放的环境；要让机器人去读懂人心，那就更难了我们只看表面，都很难弄清楚人心里想的是什么目前用强力法和训练法，是不能直接地去解决这些开放的问题的所以在基础理论的研究中，我们要做更大的努力

可另一方面，只要把一个实际问题封闭化，就像高铁的轨道，两边加上护栏，这个问题就大大变简单了在大量的应用中，我们可以用封闭化的办法帮助制造业物流行业信息产业和一部分服务业转型升级刚才谈的都是技术，其实，还有些问题需要在技术之外考虑比如我们想让人工智能把人心读得更准，我们想交互的时候让用户更接受机器人，觉得它像人一样可亲，这些短期内靠训练法靠强力法是有难度的，至少未来十五年内是有难度的

但我们可以换一个角度，不仅有科学的观点，还可以有人文的观点佳佳就是这么做的，它的能力可能没有人强，但它的表现让人觉得非常可爱，乐意使用它，所以佳佳的追求目标是人见人爱，春暖花开

另外，过去做研发，只要研发出新技术，研发出了一些新产品，只要有用户，在经济上能有很好的经济效益，那就会去推广这样的产品但未来的创新模式会有所变化比如说，如果一个产品它确实有很多用户，可是它导致了一些不好的社会后果，比如说导致大量的工人失业，那么，未来是否还要做这样的产品，我们就要谨慎考虑了，因为不能只考虑经济效益，还要考虑社会效益

所以，我认为，未来社会会有更大的变化，未来人工智能参与设计的不仅仅是产品，而是要设计人工系统这种人工系统的设计要综合考虑社会效益和经济效益技术的发展会和人类的根本利益福祉更紧密地结合，因为技术的目标就是要提高人类的福祉

谢谢大家

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