未来的家政员：自主心智发育机器人
在科幻电影里，机器人是不可或缺的角色之一。像《星球大战》里，每个角色身边都有一个机器人助手，执行着主人发出的各种命令，如阿纳金身后那个神经质的C-3PO等。
那么，这样的场景会不会在未来出现呢？现在，科学家们有没有在研究这样的机器人呢？
日前，在以“自主心智发育机器人”为主题的东方科技论坛第75次学术研讨会上，众多专家学者为这些问题给出了答案。专家一致认为，心智发育理论和发育机器人的研究能够带来潜在的巨大应用前景，如2010年上海召开的世界博览会机器人、智能汽车、家用机器人等。
何谓自主心智发育机器人
据美国密歇根州立MSU大学翁巨扬介绍，人的头脑不仅仅是一个信息处理器，还是一个发育器。它和物理世界通过感官器和效应器进行交互，逐渐发育成为一个极其复杂的信息处理器。最近的大量人脑发育的研究文献表明，感知和认知能力并不是和其他能力相独立地发育得来的。视觉、听觉、触觉等是逐渐地从生活经历中获取的。这些能力的发育是一个从简单到复杂的过程。所以，没有自主的肢体，就没有正常的心智发育。
翁巨扬从计算机科学、神经科学、行为科学和认知心理学等多学科交叉角度，给出了“计算自主心智发育”的概念、理论及方法，首次提出了一种类似人脑的机器在内在发育程序指导下，与环境交互产生的自主行为发育出心智，在人工智能和机器学习领域开辟了一个新方向。自1996年以来，他在Science等著名期刊上发表了系列论文来阐述这些观点。并且，他成功地在密歇根州立大学研制出两台机器人SAIL和DAV，验证了理论的可行性及其应用前景。
中国科学院上海生命科学研究院李朝义院士说，自主心智发育理论及其在机器人上的应用研究涉及到脑科学、心理学、计算机科学、微电子科学、机器人学、神经医学等多个学科的交叉，能有效形成上述学科的跨学科互动。近年来，脑科学完成了非常多的研究成果，通过心智发育机器人的研究，能使这些成果在计算机上进行验证。与此同时，计算机心智发育的研究对脑科学的发展也能起到积极的推动作用。
那么，自主心智发育机器人的发育程序与传统程序(包括传统机器学习程序)有什么不同？复旦大学教授陈良尧认为，区分所有传统程序(包括传统机器学习程序)和新的发育程序的最根本的试金石是发育程序的任务不定性：程序员在编写发育程序时，虽然机器人的肢体已经给定，但是“出生”以后这个机器要学着干的任务是不定（未知）的。所以，每个任务的表示必须在实时的学习过程中自动地产生。任务的给定也是在人和机器人的交互过程中完成的。
自主心智发育机器人的研发进展
“最近，基于生物启发的自主心智发育计算已经成为一项国际研究热点。”陈良尧说，虽然自主心智发育是属于发展神经科学以及发展心理学领域的研究，但是，来自机器人和机器智能领域的研究人员通过交叉学科研究，对心智发育计算模型完成了系统性的综合、仿真和测试。近年来，心智发育计算模型已经被机器人和机器智能领域的研究者验证。这一新的研究领域引发了一系列新的研究课题。与此同时，也带来了新的商业契机。
翁巨扬介绍说，目前发达国家在智能机器人方面都不惜投入巨资进行研究，美国和日本在此领域的研究处于世界领先的地位。美国主要领先于智能研究和心智发育的研究，而日本的肢体研究和开发有其特色。
据悉，美国麻省理工学院人工智能实验室在智能仿人机器人的设计特别是人和机器人交互、人的感知方面作出了巨大的贡献。为了更加深入地调查视听之间的关系和机器人与人的社会交流，他们还进一步建立了视听平台。
目前，我国也开展了相关方面的研究。如北京理工大学等单位联合研制的“汇童”仿人机器人，高1.63m、体重63kg，具有力觉、平衡觉、视觉、语音对话等功能，可进行刀术和太极拳协调表演。仿人机器人的整体功能达到了国际先进水平，并在武术等动态复杂动作方面处于国际领先水平。
专家介绍，心智发育研究的成果在多媒体检索、智能办公室、智能玩具、遥感遥测、服务机器人等方面有广泛的应用前景。相信不久的将来，心智发育机器人会走进人们的日常生活和工作当中，提供巨大的便利和娱乐。
未来拥有巨大应用前景
来自学术界的研究人员与工业界的企业家对近期和未来的智能机器人研究和应用进行了讨论，了解了我国目前心智发育机器人的优点和不足，并确定了短期和长期研究课题，还展望了由心智发育技术等所带来的潜在的巨大应用前景。
北京理工大学教授黄强在题为《智能机器人开辟未来应用新领域》的报告中指出，机器人是集机构设计、驱动控制、感知识别、智能决策等于一体的高技术集成系统。开展机器人研究不仅可以促进相关学科的发展，而且将开辟未来家庭服务、社会娱乐、危险作业及军事方面的应用新领域。近年来，北京理工大学主要开展了仿人机器人研究。仿人机器人具有人类两手两脚、头部和躯干的外形特征，因而更容易适应人类的活动环境，代替人类完成各种作业，具有广阔的应用前景。同时，仿人机器人是高科技的集成平台，已成为机器人技术发展的制高点。
李朝义在题为《视觉信息处理的脑机制与计算模型》的报告中说，深入研究神经系统处理视觉图像信息的原理，应用于工程技术，可以改进目前技术系统的性能并实现机器视觉。
上海电气（集团）总公司陈家祥教授说，人形机器人技术研发有重要意义，“机器人技术是现代先进技术的集成和技术贮备，也是现代经济和生产发展的需要”，工业机器人极大地增强了生产线的节奏和效力、降低了成本、提高了产品质量。机器人技术和产品将有着巨大的市场，未来服务机器人将在全方位为人类提供服务。
最后，与会专家呼吁，我国政府与企业应重视自主心智发育机器人领域的研究与开发，进一步加大科研投入；加强产学研全面合作，进一步推进我国在这一领域中跨学科的研究以及信息产业界的科技创新。（黄辛）
