穿戴技术最终要做外骨骼机器人

最近，美国《时代》杂志评选出了2014年度25大最佳发明，其中不乏一些智能穿戴设备，像是抬头挺胸芯片、智能指环等。记者采访国内人工智能领域的研发权威之一、华南理工大学自动化科学与工程学院的李智军教授。他指出，目前这一领域的真正前沿，要算“外骨骼机器人”。

2014年度最佳发明云集可穿戴智能产品

据报道，最近，美国《时代》杂志评选出了2014年度25大最佳发明，包括悬浮滑板、智能空间飞行器、3D打印机、智能手表、自拍杆、可食用食品包装等。它们让大家的生活变得更智能和便捷，同时也带来了乐趣。尤其各种智能穿戴设备如雨后春笋一般，出现在人们的视线，惠及人们日常生活的各个方面，例如：

抬头挺胸芯片：太多人因姿势问题而引发背痛，美国的研发者莫妮莎·珀卡什称，这只是因为我们忘了抬头挺胸所致。珀卡什的公司LumoBodyTech研发出一种芯片。一旦用户将这种类似芯片的小玩意夹在衬衫上后，它就能自动分析颈部和脊椎姿势，如果姿势不对，它会立刻震动提醒。目前，这款纽扣大小的产品半数用户是女性。

智能指环：像许多职业女性一样，克里斯蒂娜·莫坎多喜欢将智能手机放钱包里，这意味着她需要不断将手机翻出来，查看是否有重要通知。要是能通过一种她已经佩戴的东西作为通知提醒该有多好！在这种情况下，Ringly诞生了。这是一种智能指环，当佩戴者收到老板电邮、短信或其他不能错失的重要通知时，指环就会发光。

个性化药箱：对于许多人来说，何时服用哪种药物很容易混淆，特别是他们需要遵从多个处方时。这也是帕克开始电子药包（PillPack）的初衷。每隔两周，患者就可获得一个药物分配器，里面是他们需要服用的各种药物，各种药物已经分成小包，上面有服用时间和日期。

磁悬滑板：可便携的代步工具磁悬滑板很像可以浮空的魔毯。但是这种滑板有很多限制，比如只能紧贴地面飞行，也只能用铜或铝等导电材料建造。磁悬滑板的电池目前可使用15分钟。创始人吉尔与格雷格·亨德森计划加大开发磁悬浮技术力度，比如在地震中稳定建筑、保护珍贵艺术品等。不过目前，这种设备听起来还没有已经满街跑的电动独轮车好用。

可穿戴科技也有高下之分

可穿戴科技的新闻近年层出不穷，成为研发应用热点。但是有很多人认为，不少应用的“智商”是硬伤。有些只是字眼上听起来玄妙而已。在这一领域，真正有开创意义的推进有哪些呢？

记者采访国内人工智能领域的研发权威之一，华南理工大学自动化科学与工程学院的李智军教授。在他看来，《时代》杂志所罗列的几项智能可穿戴或便携产品并没有太高的技术含量。他告诉记者，可穿戴人工智能设备的思路大体分为信号采集、识别分析和助力实现三步，每一步都体现研发科技的高下水平。

首先来讲，从采集我们人体发出的生物信息信号的难易程度上，就让这类研发有了高下之分。我们人体所发出的生物信号有比较外在的一类，相对容易采集，比如我们的心跳、脉搏、呼吸、身体倾斜度改变等、也有一类比较内在的一类，比如肌肉收缩时产生的肌电信号、大脑思维活动时产生的脑电波信号等，相对就更为复杂。“比如榜单上罗列的抬头挺胸芯片，其实就非常简单，只需要监测采集人体倾斜角的一些数据变化就可以了，并不具备很深很开创性的科技含量。”李智军说，“肌电信号、脑电信号这类更内在的信号采集更为复杂。有些时候，更难进行，涉及的不仅仅是技术上的难，更多是伦理上的选择困难。一般而言，医学伦理上是不允许拿活的人体做这样的实验的。用猴子来做实验，也有很多动物保护者反对，因为伤害风险很高。”

采集到生物信息后，第二步的分类识别才是考验科研深浅的更重要标尺。“如何识别不同信号所代表的意图是最难也最重要的部分。目前，信息科学、自动化领域和相关医学领域的科研人员着力最多的也正是这一部分的识别和语言转化工作。”在实现了语言转化后，才是第三步的人工智能助力设备设计。成为可见的可穿戴设备，帮助人类完成一些行动或数据采集目标。

穿戴技术最终指向“外骨骼机器人”

在李智军看来，能助人出力的“外骨骼机器人”装置代表着这一领域真正前沿的发展方向。对一些丧失运动能力的残障人士、中风患者，能采集信号，听主人心意指挥，助人出力的智能机器装备会非常有帮助。“可穿戴在身上，替代断肢的运动，所以可以被视作是我们残障身体的另外一套骨骼。”李智军也承认，这其实就是逐渐将钢铁侠理想现实化的科学实践过程。

目前，李智军和他的团队伙伴们已经做出了柔韧度、自由度很高的“第三代外骨骼机器人”。“过去传统机器人的用力，只能用蛮劲、刚劲来形容。砸一样东西就往死砸扁为止。现在我们的机器人设计，是有很大动作柔性变化空间的人类服务型机器人。这些机器人未来可以用于服务偏瘫或是残障人士。不但是局部的智能手和智能腿可以实现替代，全身骨骼躯体都可以实现了。”李智军说，“我们现在做的第三代骨骼机器人，柔韧性和自由度数已经做到了世界领先。这个机器人已经可以做到全身有22个活动自由度。智能手目前可以做到5~6个自由度。腿部可以做到3~4个自由度。”也就是手灵活的能力，已经可以像人手一样抓握鸡蛋、开门、玩魔方。“可以利用阻抗系数，自主调节智能手力度的大小。开门时知道力度要开始大后来小，不会一直出蛮力，把门锁握坏。”李智军解释。但是，当下的机器人还做不到能拿起一张纸，或弹钢琴曲这样的灵活程度。

未来需要从法律、伦理上约定智能机器人

按照现在的发展趋势，阿汤哥今年上映的科幻电影《明日边缘》里能助力弹跳、规避危险的强大“全金属战士”机甲，出现在真实的战场上并非科幻。李智军说：“虽然是科幻电影，但是这套机甲，是实实在在离我们不远的外骨骼机器人模型。目前，国际上的一些实验室正在将之变成现实。”在李智军看来，《明日边缘》里“全金属战士”机甲的头盔部分，就有谷歌眼镜的影子。他个人认为，谷歌眼镜算得上是穿戴科技里有发展前景，能留下痕迹的科技产品之一。因为它也同样反映了人类、人机合一的“超人”理想。“无论是外骨骼机器人还是谷歌眼镜，可穿戴智能产品的目的，都是用一些传感设备，去尝试集成和放大人类的视觉、听觉、触觉、力量、意识。用人工智能机械合成一个更强大万能的超人。”李智军说。

这听起来虽然有力量，却真的有些可怕。“理论上，机器人也能够增加我们的判断力，甚至也在帮我们做判断。”李智军说。在他看来，人工智能发展必然的趋势，便是智能机器越来越多地在帮我们做判断，而人变得越来越傻。“看看现在没有手机地图导航就不知道车往哪里开，人往哪里走就知道了。我们的日常生活越来越被手机控制也是一样。未来机器人取代人并不是科幻。所以，我们需要从法律、伦理上约定，智能机器人不能做哪些事情。比如著名的机器人三定律：机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观；机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律；机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律。”李智军说。我们真的要将判断力、情感也让渡给智能机器吗？这是我们需要反思的智能穿戴科技边界问题，也是对人性的根本反思。