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為什麽說「人形機器人」有望成全屋智慧的重要中樞?

2023-11-16數位

「人形機器人」是指外觀形態 ¹ 像人體一樣的機器人嗎?如果是,那麽能夠成為「全屋智慧的重要中樞」的一定不會是「人形機器人」,這是本文的結論,也是筆者對智慧家居系統中樞物理形態的一貫觀點。

註¹ :這裏的形態指外觀特征,而不是系統組織體系。

「中樞」一詞意指在事物中起主導作用且始終生效的關鍵部份;電腦系統中「中樞」一詞的英文表達更為直接——「System Center [1] 」,即:系統管理中心;在智慧家居系統中,智慧家居中樞在俠義範圍內指「Smart Home Hub [2] 」,是智慧家居集線器的意思。而在智慧家居技術套用領域,智慧家居中樞通常指:智慧家居系統中 網路 [3] 和指令處理 [4] 集群的總和 ,既包含裝置、連線的物理實體和套用軟體系統。它在整個智慧家居系統中相當於 人類身體中的腦和神經系統 ,不同在於智慧家居中樞的一部份也許並不在本地,而是在家居空間之外,但人體的中樞系統完全在體內。

人體的中樞系統說白了就是一堆能夠傳遞並處理生物資訊的神經細胞群。中樞本身並不能實作功能,而沒有中樞,整個系統將不擁有功能。

整個家居中受控部份相當於人類的身體,智慧家居中樞的作用沒必要也不可能由「人形機器人」,即不可能由一個長得像人的機器實作全部功能。

上圖是一個智慧家居全有線系統架構示意圖,其中紅色虛線框內的軟硬體和圖中所有除電力線之外的連線 ( 網線、無線通訊訊號 ) 都是智慧家居中樞的組成部份。我們可以看到它由 網路系 ( 有線 wired network 或無線 wireless networks ) 閘道器 智慧主機 等幾個核心部份組成。如果要將智慧主機定義為「全屋智慧的重要中樞」,那麽它只要安靜地呆在家裏的某個角落就可以了 ( 如智慧控制配電箱裏 ) ,完全沒有必要成為一個人形到處走來走去。

機器人到底是什麽?

「機器人 robot」首先是一台機器,無論有形或無形,它的核心使命是 代替人類為人類服務 ,這也是「機器人」這種「特別的機器」之所以能夠從眾多機器中脫穎而出,被稱為「機器 」的核心原因 ( 這並不是個語言問題,而是個邏輯問題 ) 。因而所有與「機器人」相關的設計都會緊密圍繞「代替人類為人類服務」這一使命,並從效率 [5] 最大化和消耗 [6] 最小化兩個角度思考並考量。

「人形機器人 Humanoid robot」是龐大的機器人家族中最為特殊的一個,讓它成為人形,更多的原因出於人類的心理需求,而不是從功能實作的角度出發。 在家居領域普及程度最高的「實體機器人」是「智慧化自動掃地機」,大家習慣直接把它叫做「掃地機器人」;普及化程度最高的「虛擬機器器人」是「自動語音應答機」,即常見的智慧音箱。掃地機器人受到初始功能的限制,沒法派上更多的用場,但智慧音箱卻可以被納入智慧家居系統的中樞,它能夠將人的自然語音轉換成為機器能讀得懂的條件數據,進而由智慧家居中樞發出指定操作相關的智慧家居裝置。

機器人產生的根本原因是人類需要一種機器來代替自己做一些自己不願做或做不到的事情。掃地機器人是個很典型的例子:它可以不厭其煩的在家裏跑來跑去,把家裏的每個角落都清掃一遍之後回去自己充電,有些人會說這看起來似乎人類自己也能夠做得到。但是,因為要更加節約能源並讓掃地機器人能夠清掃到人很難清掃的地方,它被設計成了扁平的形狀,於是它便可以鉆到沙發下面進行清掃,而這對於人來說是非常困難的。

你可以想象一個長得像人形的機器,手裏拿著掃把在家裏走來走去的樣子嗎!

人體並不是個理想的機器形態

人類成為今天的樣貌是千萬年來前進演化的結果,也是人類適應環境的結果;而隨著人類的前進演化,人類自身也在不斷的改造環境,因由自己打造的環境而為自己「量身客製」了今天的樣貌,人類與環境相互反作用著。

直立行走使人類擁有了比其它動物更加強大的以腦為核心的中樞系統,於是人類學會了使用工具,隨著人類對工具的使用日漸得心應手,工具本身也在不斷發展進而反作用人類的前進演化。於是人類的肢體變得修長且「脆弱」,力量慢慢減弱但上肢變得非常靈活......從表面上來看,人類經過無數次「叠代升級」,理應算是個非常完美的機器,擁有非常綜合的能力。然而,如果完全用審視機器或機械的角度去審視人體,人體似乎很多缺點和不足,以至於人類從行動能力上來說並不是個出色的機器。

早在四百多年前,近現代西方哲學之父笛卡爾( 雷內·笛卡爾 René Descartes )就提出了「動物是機器」的哲學自然觀。可以說整個西醫生理學體系都是按照這個以機械論作為主導的分解模式和物理-化學模式理論體系建立起來的。

說白了:西醫和現代生物學在物理上把人體看作是一台機器,可以放在手術台上進行解剖,把人體分結構成系統、組織、器官、細胞、分子,再從人體的感知系統 [7] 的物理和化學兩個方面進行生物學機理研究。在研究的過程中,科學家們發現人體是個幾乎無法超越的完美系統,而進行「仿生」設計時,卻發現人體除系統的組織方式能夠為我們提供源源不斷的靈感外,對於人體外形和結構的模仿卻並不是一件很值得去做的事。

舉個例子:動物的行走與機器的輪式運動,輪式運動擁有比行走更高的效率和穩定性,所以很多「仿真機器人」最終不得不向效率和穩定性妥協。我們從波士頓動力(Boston Dynanics)的這波騷操作就能看出些端倪。

無論從單細胞生物是怎樣一步步衍進成為人類的基本規律;還是從全屋智慧的功用與目的;抑或從全屋中人與智慧之間的關系來看、來說、來想:「人形機器人」都不會成為全屋智慧的重要中樞。

人體的機械效率究竟如何?

人體工程學 ( Human Engineering ) 分支 生物力學 ( biomechanics )及其它相關學科對人體功效進行非常深入的研究和量化。例如:把人體看作簡單機械,計算人處在某種狀態時的輸出機械功率。人體靜息功率30~100瓦,睡覺時30~50瓦,靜坐時50~100瓦。這些功耗主要用於維持體溫、保持肌肉張力和基本思考能力。什麽概念呢?人體的「待機功率」30~100瓦,相當於只要人體保持生命體征,就相當於6~20個一直開著的LED燈泡的能耗;或相當於100多個快充手機充電器的待機功率!這待機功率與真正的機器相比,高的實在有些離譜。

「人形機器人」與人體同樣都不是自平衡裝置,也就是說要維持某種形態就必須消耗能量。人體用耗能來保持體內張力以維持自身體態,靜坐比躺臥高出來的功耗,主要作用就是用於體內張力輸出以為維持「坐」的體態。 如果把機器人做成人形,這種「無功的」的消耗多少顯得有些不劃算

人在中等強度運動時,例如以15km/h的速度騎自由車時,功率約400~500瓦。什麽概念呢?這樣的功率足以讓總重量比人體+自由車高出十多倍的一輛新能源汽車,以10km/h左右的速度前進,新能源汽車的功效竟然比人體高出很多倍。很顯然,人體的機械效率並不高,甚至可以說很低。

綜上:「人形機器人」成為全屋智慧的重要中樞這個願望不太可能實作!而且不可能也不應該實作。

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參考

  1. ^ Microsoft 微軟公司的定義
  2. ^ Amazon 亞馬遜公司的定義
  3. ^ The Internet of things 物聯網
  4. ^ Processors and Applications 處理器和應用程式
  5. ^ 功效和時效
  6. ^ 能耗和中間品
  7. ^ 如:視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等