第2章　商用机器人

Encyclopaedia Galactica将机器人定义为一种机械装置，用来代替人类工作而设计。天狼星控制系统公司（Sirius Cybernetics Corporation）的市场营销部将机器人定义为：“你的塑料朋友，和它在一起很有趣。”

——Douglas Adams，The Hitchhiker's Guide to the Galaxy（《银河系漫游指南》），1978年

2012年发生了一件大事。某一人工智能（AI）团队的研究人员取得了一项重大突破：他们发现计算机可以自己学习使用哪些特征来自动识别图像。他们冲破了从一开始就阻碍AI发展的巨大障碍。AI系统现在可以学习各种任务而无须设计者手工制作。这种使用新的学习方法和大量数据的通用领域被称为深度学习。

深度学习激发了人们对AI的热情，也提高了人们的期望，尤其是在媒体方面。我们目前正处于AI和机器人技术的繁荣时期，各公司对这方面技术正在投入巨资，研究实验室正在创造一波令人兴奋的应用和产品的新浪潮。

这意味着机器人变得越来越有用，拥有新的、更好的能力，并越来越多地参与到日常生活中。不幸的是，如此多的创新使得评估现状和评估机器人系统的作用和价值变得更加困难。

我们需要一个框架来识别和理解这个创新领域中各种形式和功能中的基本问题。我们需要关注这样的问题：机器人到底能做什么？它们的局限性是什么？它们有什么共同之处？它们能解决什么类型的问题？理解这些问题将使我们对事物的发展方向和未来的预期有一个更好的认识。

任何机器人应用的关键特征都是机器人必须完成的任务的性质。此外，还有一些约束条件避免简化任务，或应用于控制或限制工作环境。例如，如果农业机器人只需要对所有农作物喷洒除草剂，而不需要定位和拔出每一根杂草（就像现在的一些机器人所做的那样），那么设计起来就容易得多。这一限制使得这项任务变得更容易（但对有机农场主来说并非如此）。另外，环境约束也可以应用于农田建设，这样使杂草易于识别（可能通过组织或标记农作物）。约束有助于简化事情。现实世界充满了混乱、噪音和不确定性，设计者可以利用的任何约束都将极大地简化事情，有效地使用约束是熟练工程师的一大才能。

让我们先看一组商用机器人的设计和行为，并评估它们的基本能力。在每种情况下，都要考虑它们所执行的任务（它们实际上做什么？）以及可以利用的任何约束。答案将在第3章结束时揭晓。

首先，我们应该将机器人定义为一种自主的物理设备，可以具有任何形状或形式，可以在其工作环境中感知并执行操作。请注意，对自主性的要求排除了遥控所谓的机器人，如无人机[1]。